| Współpraca Jeżeli chcesz współtworzyć nasz serwis rajdowy lub posiadasz materiały, które chciałbyś aby się tutaj znalazły - napisz do nas:
redakcja[malpa]toprally.pl. |
| |
Z cyklu Opowiada Jerzy Bajno: Ciężar koła |
Żeby coś przesunąć, czy cos podnieść, musimy użyć siły, aby to zrobić. W sportach samochodowych jest dokładnie tak samo. Szczególnie w rajdach, gdzie nawierzchnia często jest bardzo nierówna i wykorzystanie jak największej siły, aby jak najszybciej pokonać daną część drogi jest bardzo ważne. A odpowiednie wykorzystanie danej siły jest jeszcze ważniejsze.
Pierwsze starty w rajdach są szczególnie trudne. Większość z nas zaczyna w rajdach autami raczej słabymi i w miarę możliwości staramy się wycisnąć z silnika większą moc, aby poprawić swoje wyniki. Wszyscy, a raczej większość z nas zaczynających karierę rajdowa tak właśnie robi.
Zwiększanie mocy w silnikach jest słuszną i prawidłową metodą, jeżeli chcemy jechać szybciej, ale nie jedyna, jeżeli chodzi o jazdę w rajdach. Odcinki specjalne często są bardzo kręte i przygotowanie auta z punktu widzenia dynamiki jest w większości przypadków ważniejsze niż tylko duża moc w silniku.
Zacznijmy jednak od początku.
Jeżeli chodzi o dynamikę w czasie ruchu, czyli jak szybko i jak dobrze samochód skręca i trzyma się drogi, to najlepszym rozwiązaniem by było mieć samochód zbudowany podobnie, jak jest zbudowany pająk. Czyli 99.9% ciężaru skoncentrowane w środku, a koła daleko, zamocowane na bardzo lekkich wahaczach.
Zbudowanie takiego auto na ulice jest jednak niemożliwe. Musimy w nim przecież usiąść, włożyć bagaż, czy przewieźć kogoś, wiec w środku auta potrzebujemy wolne miejsce. Reszta podzespołów, musi być w jakiś sposób rozmieszczona jak najbliżej dookoła siedzących ludzi.
Jako użytkownicy aut, my nie konstruujemy samochodów do rajdów. My tylko możemy je usprawnić i przygotować w lepszy sposób, aby poprawić nasze osiągi. W autach z małymi mocami, zwiększenie mocy nie daje stosunkowo tak drastycznej poprawy w uzyskiwanych czasach na odcinkach i często dużo kosztuje.
Jeżeli chodzi o koszty i procent, w jakim możemy poprawić swoje wyniki to nie ma lepszego rozwiązania jak polepszenie przyczepności. Jest to chyba najmniej zrozumiana część przygotowań i częsty brak wiedzy, jakiej potrzeba do przeróbek w aucie powoduje małe zainteresowanie w tym temacie. A przecież, nawet najmocniejsze auta z słabą przyczepnością, nie osiągną dobrego czasu na odcinku. W praktyce, im więcej przyczepności tym krótszy czas przejazdu.
Przyczepność, zależy bezpośrednio od punktu styku opony do nawierzchni. Nie tylko jaką przyczepność ma sama opona, ale też w jaki sposób i jak długo ona dotyka do nawierzchni. Niektórzy uważają, że opona na odcinku specjalnym dotyka do nawierzchni od 20 - 30% czasu. To nie wygląda za dobrze z punktu widzenia przyczepności, wiec zwiększenie, czyli wydłużenie tego czasu powinno dać nam największe zyski.
Najprostszą metodą i dającą najwięcej korzyści w przyczepności jest zmniejszenie strat w dynamice obrotów koła (momentu obrotowego koła). Jak to osiągnąć?
Pierwszy i najprostszy sposób, to zmniejszyć ciężar koła. Wagę opony jest ciężko samemu zmniejszyć, wiec pozostaje nam tylko waga felgi. Odpowiedni dobór ciężaru felgi na większości odcinków specjalnych może nam dać bardzo dobre wyniki. Dlaczego?
Każdy z nas dobrze wie, ze łatwiej jest zakręcić czy zwolnić obroty koła lżejszego niż ciężkiego. To jest podstawowa różnica. Nie chodzi mi o podawanie wzorów czy sil jakich potrzeba dla danego ciężaru. Mi chodzi o podstawową i ogólną wiedzę i jak na to popatrzeć. Jak to “poczuć”. Wzory każdy może sam sobie poszukać. Wyjaśnianie wzorów i ich znaczenia nie jest tu moim celem.
Więc popatrzmy co się dzieje z kołem w czasie jazdy.
Przede wszystkim to część energii (mocy) silnika jest tracona na przyspieszenie obrotów koła. Chodzi mi tu o ta część, która jest tracona na samo zakręcenie ze względu na ciężar koła a nie ze względu na przyczepność.
Energia (moc) tracona na pokonanie przyczepności jest wykorzystywana w naszym przypadku w pozytywny sposób. Natomiast część energii, jaką potrzebujemy na przyspieszenie obrotów koła z powodu jego ciężaru jest traktowane jako czysta strata. Ta energia, którą tracimy na zakręcenie mogłaby przecież być wykorzystana na pokonanie przyczepności, czyli zwiększenie szybkości.
Przy większym ciężarze, nie tylko że tracimy energię na przyspieszenie obrotów, ale potrzebujemy też więcej siły do wyhamowania, aby zwolnić obroty koła. Inaczej mówiąc, im cięższa felga tym więcej straconej energii. Rozumiem, ze nie są to duże straty dla jednego koła. Ale jak się dokładniej przyjrzymy na te straty ( w czasie jazdy), to obraz zaczyna wyglądać bardziej niekorzystnie.
Niektórzy uważają, że 1 kg wagi koła odpowiada 4 kg masy auta. Inni uważają, że 1 kg koła odpowiada 10 kg masy auta. Różne panują opinie, ale jedno jest pewne, mała różnica w wadze koła to jak parę kilogramów w ciężarze auta, a każdy chętnie by “wyrzucił” np. dwie duże walizki z bagażnika, aby szybciej pojechać, wiec znaczenie wagi felg, czy nawet całego koła zaczyna mieć duże znaczenie, tym bardziej na długich odcinkach. Szczególnie, że mamy ich aż cztery.
Teraz przejdźmy do strat dynamicznych spowodowanych ciężarem, czyli strat w czasie jazdy.
Wyobraźmy sobie, że mamy drążek, na którego końcach mamy założone koła. Koła zamocowane na łożyskach, wiec straty na opór kręcenia prawie nie istnieją. Kola mogą być bardzo lekkie (jak z papieru) abyśmy się nie przemęczyli w czasie naszego testu. Nawet, im lżejsze tym lepiej.
Wyobraźmy sobie, ze trzymamy nasz drążek w obydwu rękach i staramy się jak najszybciej toczyć te nasze koła po jakiejś drodze. Jakie siły poczujemy?
Jeżeli będzie to bardzo równa droga to raczej nic nie poczujemy i będziemy w stanie osiągnąć bardzo dużą szybkość bez większego wysiłku. Gdy bada małe nierówności to im szybciej będziemy toczyć, tym bardziej te małe nierówności będą nam przeszkadzały w osiągnięciu większej szybkości. Żeby to “przeszkadzanie” nierówności lepiej wyczuć, wystarczy potoczyć te nasze kółka po jak najbardziej wyboistej drodze i każdy zauważy, że nie jest w stanie osiągnąć tej samej szybkości maksymalnej, co po idealnie równej nawierzchni. Dlaczego?
Odpowiedz jest prosta. Przy tej samej ilości energii jaką mamy, gdy koła nie podskakują w górę i w dół to możemy całą siłę wykorzystać w pchaniu naszego drążka z kółkami. Gdy jednak zaczną nam kółka podskakiwać to część naszej energii zostanie oddana w przytrzymanie podskoków, czyli mniej siły nam zostanie na wykorzystanie do szybkości. Czyli, nasza energia się rozkłada na energię do szybkości i utrzymania kół. Dokładnie taki sam efekt rozkładu energii występuje w naszym samochodzie pędzącym po odcinku specjalnym.
Przekładając teraz nasze doświadczenie w naszym teście na to, co się dzieje z siłami w czasie jazdy. Tracimy część maksymalnej szybkości na wyboistej drodze tylko ze względu na utrzymanie ciężkiego koła na równej wysokości w stosunku do nawierzchni drogi. Obojętnie jak wyboista jest nawierzchnia, środek obrotu koła powinien być zawsze tak samo wysoko nad nawierzchnią.
Ktoś może powiedzieć, ze przecież w samochodzie sprężyna i amortyzator maja za zadanie utrzymać środek koła na równej wysokości w czasie jazdy. Zgoda, ale energia, jaka się wytwarza ze względu na ciągle podskakujące koło (zmieniające swoja wysokość w stosunku do nawierzchni) jest tez przenoszona przez ta sprężynę i amortyzator na nadwozie, a w kołach napędowych, poprzez półosie do silnika, gdzie działa destruktywnie na ilość wytwarzanej mocy.
Dokładniej, im więcej nasze koło “podskakuje” tym większe występują pulsacje energii w systemie napędowym i tym więcej siły musi nasze auto stracić na pokonanie tych impulsów.
Wniosek jest jeden. W rajdach, na bardzo wyboistej drodze ważniejsza jest waga koła i ustawienie zawieszenia tak, aby utrzymać oponę ze stałym naciskiem do nawierzchni (stała odległość środka koła do nawierzchni). To spowoduje zwiększenie czasu przyczepności, co z kolei spowoduje większą pewność kierowcy w czasie jazdy i nie stracimy części mocy silnika.
Jakie duże to mogą być zyski?
Jeżeli zgodzimy się, ze 1 kg masy koła jest równy 4 kg. masy auta, to licząc, że mamy cztery koła to tak jakbyśmy wyjęli 16 kg. z masy auta. W autach o malej mocy, te 16 kg może mieć bardzo duże znaczenie, gdy mamy do pokonania np. 50 zakrętów, gdzie przed każdym trzeba wyhamować i zaraz po nim przyspieszyć, nie mówiąc o zysku na prostych.
Niektórzy uważają, że biorąc te wszystkie szczegóły dotyczące wagi felgi pod uwagę, możemy zyskać minimum 0.5 sek. na 1 kilometrze. Oczywiście, przy dobrze ustawionej charakterystyce zawieszenia.
Wiec, Panowie i Panie, zwracajcie uwagę na ciężar felg.
(janek) |
Wywiady / Opowiada Jerzy Bajno / |
|  | Memoriał Janusza Kuliga i Mariana Bublewicza 202109-09.05.2021 | |
|
| |
Tomik poświęcony śp. Januszowi Kuligowi. Wspomnienia bliskich, znajomych, dziennikarzy i kibiców.