Lean Less | Che cos’è il Body Roll e come ridurlo
Story by John Comesky
Ogni appassionato che valga il suo sale sa che i pneumatici hanno probabilmente il più grande impatto sulla maneggevolezza di un veicolo. Ovviamente, tuttavia, ci sono dinamiche del telaio che si estendono oltre il regno delle gomme. Una volta aumentata la soglia di trazione sulla superficie stradale, potresti essere pronto a fare il passo successivo per migliorare la maneggevolezza del veicolo: ridurre il rollio del corpo attraverso l’uso di barre antirollio.
Opportunamente scelte (e installate), le barre antirollio ridurranno il rollio del corpo, il che a sua volta porta a una migliore maneggevolezza, una maggiore fiducia del guidatore e, in definitiva, tempi sul giro più bassi.
Che cosa è rotolo del corpo?
È probabile che tu abbia sperimentato gli effetti del body roll ogni volta che sei al volante. Succede durante quasi ogni turno quando un lato dell’auto si solleva, causando l’intero veicolo a inclinarsi verso l’esterno della curva.
La causa del rollio del corpo è la fisica semplice: un oggetto in movimento tende a rimanere in movimento fino a quando non viene agito da una forza esterna. Quindi, in termini pratici, mentre guidi in linea retta, stai permettendo a un paio di migliaia di chili di veicoli, fluidi e passeggeri di costruire slancio in quella linea retta.
Quando si dice a tutto di cambiare direzione improvvisamente, attraverso l’ingresso al volante, le gomme anteriori possono cambiare direzione grazie ai vantaggi meccanici del sistema di sterzo, ma lo slancio del veicolo, dei fluidi e dei passeggeri continua nella direzione originale. Le gomme sono l’unico elemento in grado di generare una forza esterna che può agire contro questo slancio e cambiare la sua direzione.
A questo punto, è più probabile che si verifichi uno dei due scenari. Se c’è abbastanza slancio nella direzione originale e le gomme non hanno abbastanza grip per agire contro l’energia in avanti originale, il veicolo scivolerà fuori dalla curva mentre le gomme perdono trazione. Tuttavia, se i pneumatici hanno abbastanza aderenza sulla superficie stradale, invece di scivolare, la trazione del veicolo sulla superficie stradale travolgerà lo slancio in avanti originale e agirà sulle forze originali per indurre un cambio di direzione. Quindi, una manovra in curva.
Ma cosa succede a quell’energia? Anche se possiamo avere avuto abbastanza grip per appendere attraverso la curva, sappiamo che la quantità di moto della massa del veicolo continuerà nella direzione originale. Il risultato è un trasferimento di peso verso il nuovo bordo esterno del veicolo, nella stessa direzione dello slancio anteriore originale.
Se c’è abbastanza energia dietro il trasferimento del peso, questa energia farà sì che la sospensione esterna (in questo caso, il gruppo molla e puntone) si comprima mentre l’altro lato si solleva e si estende. Un tipo di ingegnere ama descrivere questo dicendo che un lato si muove in jounce mentre l’altro si muove in rebound. Il resto di noi lo chiama magro o body roll.
Perché il rotolo del corpo è una brutta cosa?
Sentiamo spesso che prevenire il rotolo del corpo è “così importante” che dobbiamo tutti correre fuori e comprare questo prodotto o quel prodotto per prevenirlo. E molti appassionati hanno di conseguenza accettato che il rotolo del corpo è quindi cattivo. Ma cosa fa esattamente body roll per influenzare negativamente la gestione del veicolo?
Per cominciare, interrompe il conducente. Questo è probabilmente l’effetto che la maggior parte dei conducenti può vedere e sentire durante le proprie esperienze di guida. E anche se questo non è l’effetto negativo più importante del rullo del corpo, è vero che l’auto non guida da sola-non importa quante parti aftermarket si installano. Quindi, mantenere il conducente costante, concentrato e in grado di concentrarsi sul compito di guida è una priorità assoluta per la gestione del veicolo vivace.
Tuttavia, l’effetto più spesso frainteso del rollio del corpo sulla movimentazione del veicolo è l’effetto del rollio del corpo sulla camber—e l’effetto dei cambi di camber sulla trazione del pneumatico.
In parole povere, più grande è la zona di contatto del pneumatico, più trazione esiste contro la superficie stradale, tenendo tutto il resto costante. Ma quando il veicolo inizia a piegarsi o rotolare su un lato, anche i pneumatici sono costretti a piegarsi o rotolare su un lato.
Questo può essere descritto come un cambiamento di camber in cui il pneumatico esterno sperimenta un aumento di camber positivo (rotoli al bordo esterno del pneumatico) e il pneumatico interno sperimenta un aumento di camber negativo (rotoli al bordo interno del pneumatico.) Quindi un pneumatico che originariamente godeva di una toppa di contatto completa e piatta prima del rullo del corpo deve funzionare solo sul bordo del pneumatico durante il rullo del corpo.
La conseguente perdita di trazione può consentire ai pneumatici di lasciare più facilmente il posto alle forze di trasferimento del peso sul bordo esterno del veicolo. Quando questo accade, il veicolo scivola lateralmente-che è generalmente una brutta cosa.
Come prevenire il rollio del corpo
Per definizione, il rollio del corpo si verifica solo quando un lato della sospensione è compresso (si muove in jounce), mentre l’altro si estende (si muove in rebound). Pertanto, possiamo limitare il rollio del corpo rendendo più difficile per le sospensioni lato guidatore e lato passeggero muoversi in direzioni opposte.
Un metodo abbastanza ovvio per raggiungere questo obiettivo è attraverso l’uso di molle più rigide. Dopo tutto, una molla più rigida si comprime meno di una molla più morbida se sottoposta a una uguale quantità di forza. E meno compressione della sospensione sul bordo esterno si tradurrà in meno rotolo del corpo.
Tuttavia, le molle più rigide richiedono l’uso di ammortizzatori più forti (puntoni o ammortizzatori) e hanno un effetto immediato e sostanziale sulla qualità di guida. Quindi, anche se la gestione è migliorata, potrebbero non essere il modo più semplice o più economico per raggiungere l’obiettivo di ridurre il rotolo del corpo.
Per molti appassionati, l’uso di barre antirollio-noto anche come barre anti—ondeggiamento, roll bar, barre stabilizzatrici o barre di oscillazione-fornisce una riduzione più economica del rotolo del corpo con impatti negativi minimi sulla qualità di guida.
Come funziona una barra antirollio
In parole povere, una barra antirollio è una barra metallica a forma di U che collega entrambe le ruote sullo stesso asse al telaio. Essenzialmente, le estremità della barra sono collegate alla sospensione mentre il centro della barra è collegato al corpo dell’auto.
Affinché il rollio del corpo si verifichi, la sospensione sul bordo esterno dell’auto deve comprimersi mentre la sospensione sul bordo interno si estende simultaneamente. Tuttavia, poiché la barra antirollio è attaccata a entrambe le ruote, tale movimento è possibile solo se la barra metallica è lasciata ruotare. (Un lato della barra deve ruotare verso l’alto mentre l’altro si torce verso il basso.) Quindi la rigidità torsionale della barra-o la resistenza alla torsione-determina la sua capacità di ridurre il rollio del corpo. Meno torsione della barra si traduce in meno movimento in jounce e rimbalzo dalle estremità opposte della sospensione-che si traduce in meno rotolo del corpo.
Fattori che determinano la rigidità
Ci sono due fattori principali che determinano la rigidità torsionale di una barra antirollio: il diametro della barra e la lunghezza del braccio momento della barra. Il diametro è generalmente il concetto più semplice da afferrare, poiché è in qualche modo intuitivo che una barra di diametro maggiore avrebbe una maggiore rigidità torsionale.
Il moto torsionale (o torcente) della barra è in realtà governato dall’equazione:
twist = (2 x coppia x lunghezza) / (p x diam4 x modulo materiale.)
E poiché il diametro è nel denominatore, man mano che il diametro diventa più grande, la quantità di torsione diventa più piccola. Il che, in poche parole, significa che la rigidità torsionale è una funzione del diametro alla quarta potenza. Questo è il motivo per cui un piccolo aumento del diametro fa un grande aumento della rigidità torsionale.
Ad esempio, per confrontare la rigidità di una barra da 15 mm di serie con una barra da 16,5 mm di ricambio, è sufficiente utilizzare l’equazione 16.54/154. Un po ‘ di matematica veloce produce la cifra di 1.46. In altre parole, una barra da 16,5 mm è 1.46 volte più rigido – o 46 per cento più rigido – di una barra da 15 mm dello stesso design.
Aggiungere solo un millimetro in più al diametro della barra-per un totale di 17,5 mm—e la forza torsionale sale alle stelle fino all ‘ 85% più rigida della barra da 15 mm di serie.
(17.54/15.04 = 1.85)
Tuttavia, oltre al diametro di una barra, c’è un altro fattore molto importante che determina la rigidità torsionale di una barra antirollio. Questo fattore è noto come la lunghezza del braccio momento-o in termini comuni, la quantità di leva tra il veicolo e la barra.
Come con qualsiasi cosa, una maggiore quantità di leva rende più facile lavorare. Questo è regolato dalla legge della leva:
forza x distanza = coppia.
All’aumentare della distanza o della lunghezza della leva, aumenta anche la quantità di coppia risultante. (Questo è il motivo per cui è stato più facile spostare il tuo fratello maggiore sul vacillante quando si è spostato verso la metà e sei rimasto fuori alla fine. Ti è piaciuto un aumento della leva alla fine, mentre ha sofferto di una leva ridotta vicino alla metà.)
Poiché una barra antirollio ha la forma di una” U”, le estremità della barra che conducono dal centro della barra all’attacco del collegamento finale fungono da leva. Man mano che la distanza tra la parte diritta della barra e l’attacco al collegamento finale si allunga, la coppia applicata contro la barra aumenta, rendendo più facile per una data quantità di energia torcere la barra antirollio. Poiché questa distanza viene ridotta, la coppia viene ridotta, rendendo più difficile per una data quantità di energia ruotare la barra antirollio.
È questa legge della leva che viene applicata durante la progettazione di una barra antirollio regolabile. Utilizzando più posizioni di collegamento finale, è possibile modificare la distanza dal punto di attacco alla parte diritta della barra. Oppure, in termini di ingegneri, la lunghezza del braccio momento può essere aumentata o ridotta in modo da rendere più o meno coppia contro la barra.
L’utilizzo di un’impostazione più lontana dal centro della barra aumenta la lunghezza del braccio del momento, con conseguente maggiore coppia contro la barra, consentendo un maggiore movimento di torsione della barra, creando più rollio del corpo. L’utilizzo di un’impostazione più vicina al centro della barra riduce la lunghezza del braccio del momento, con conseguente minore coppia contro la barra, consentendo un minor movimento di torsione della barra, creando meno rollio del corpo.
L’impatto effettivo sulla coppia può essere confrontato dividendo le distanze centro-centro dei punti di attacco end-link. Ad esempio, diciamo che la distanza da centro a centro della barra antirollio posteriore è di 200 mm. Possiamo paragonarla alla distanza di 160 mm dell’impostazione più solida di una barra da 17,5 mm regolabile a quattro vie semplicemente dividendo le distanze.
(160/200 = .8)
In altre parole, una barra da centro a centro da 160 mm produce solo l ‘ 80% della coppia che sarebbe prodotta da una barra da centro a centro da 200 mm dello stesso diametro. O ancora più semplice, utilizzando i punti di attacco end-link da 160 mm, aumentiamo la rigidità della barra antirollio di un ulteriore 20%.
Che diamine è TLLTD?
TLLTD sta per distribuzione di trasferimento del carico laterale del pneumatico. Anche se questo termine può sembrare complesso, misura semplicemente l’equilibrio anteriore-posteriore di come il carico laterale viene trasferito in una manovra in curva. È comunemente usato per confrontare il tasso di perdita di trazione laterale tra i pneumatici anteriori e posteriori.
In parole povere, c’è solo tanta forza che un pneumatico può gestire. Quando chiediamo più del pneumatico di quanto il pneumatico possa fornire, “satura” o perde trazione. Se le gomme anteriori saturano prima delle gomme posteriori, allora chiamiamo questo sottosterzo o spinta-il che significa che l’auto tende a continuare a muoversi nella direzione originale, anche se le ruote sono girate.
Se le gomme posteriori saturano prima delle gomme anteriori, allora chiamiamo questo sovrasterzo o allentato-il che significa che la parte posteriore della vettura tende a oscillare più velocemente della parte anteriore, causando una rotazione. Quando nessuna di queste condizioni prevalgono costantemente, allora descriviamo il telaio come equilibrato.
Possiamo misurare e confrontare le caratteristiche di sottosterzo e sovrasterzo di un veicolo assegnando una percentuale di trasferimento del carico laterale della parte anteriore rispetto alla parte posteriore. Un valore TLLTD pari al 50 per cento indica che il telaio è bilanciato-o entrambi i pneumatici anteriori e posteriori tendono a perdere trazione all’incirca allo stesso tempo. Un valore TLLTD anteriore superiore al 50 per cento indica che i pneumatici anteriori perdono trazione più rapidamente rispetto ai pneumatici posteriori-con conseguente sottosterzo. E un valore anteriore TLLTD inferiore al 50 per cento indica che i pneumatici posteriori tendono a perdere trazione più rapidamente rispetto alla parte anteriore-con conseguente sovrasterzo.
È importante notare che la nostra discussione su TLLTD considera solo manovre di sterzata in curva, come una lunga rampa di 270 gradi o una rampa di uscita. L’applicazione di acceleratore o freno da moderata a aggressiva può sconvolgere questo equilibrio durante una condizione transitoria, passando brevemente un veicolo dal sottosterzo al sovrasterzo.
L’effetto delle barre antirollio su TLLTD
Idealmente, ora capisci come una barra antirollio può essere utilizzata per limitare il rollio del corpo e capisci che una riduzione del rollio del corpo può portare a una riduzione dei cambi di camber avversi per una migliore trazione degli pneumatici. Ma ciò che potrebbe non essere ovvio è l’effetto dei cambiamenti della barra antirollio su TLLTD (sottosterzo e sovrasterzo.)
In effetti, date le informazioni di cui sopra, si potrebbe anche supporre che una barra antirollio più solida, che porta a un migliore controllo della camber, porterebbe a una migliore trazione. Se aggiungiamo una barra antirollio più solida all’anteriore, la perdita di trazione diminuisce, quindi il sottosterzo è ridotto, giusto?
Sbagliato. Valutiamo più da vicino il significato di TLLTD-distribuzione del trasferimento del carico laterale del pneumatico. Detto in un altro modo, potremmo descrivere TLLTD come la domanda relativa di controllo dell’energia side-to-side che viene posizionata sui pneumatici. Poiché una barra antirollio più solida consente una minore deflessione, trasferirà energia da lato a lato (carichi laterali) ad una velocità più veloce.
Con l’aumentare della velocità di trasferimento del carico laterale, vengono richieste ulteriori richieste al pneumatico. Quindi, se installiamo una barra antirollio più solida nella parte anteriore, aumentiamo la distribuzione del trasferimento laterale del carico verso i pneumatici anteriori. Ciò aumenta il valore TLLTD anteriore, che si tradurrà in un sottosterzo aggiuntivo, mantenendo tutto il resto costante.
La stessa logica vale anche nella parte posteriore. Una barra antirollio più solida nella parte posteriore aumenterà la velocità di trasferimento del carico laterale, ponendo più richiesta sulle gomme posteriori, accelerando la perdita di trazione laterale e creando più sovrasterzo, mantenendo tutto il resto costante.
Ecco perché aggiungere ciecamente parti alla tua auto potrebbe non produrre i risultati desiderati. Un consumatore saggio si consulta con-e acquista da-esperti esperti che hanno gli strumenti per formulare raccomandazioni di ottimizzazione informate.
Voglio un TLLTD del 50% sulla mia auto, giusto?
Poiché sulla carta un TLLTD al 50% indica un telaio bilanciato, molti appassionati sono tentati di saltare alla conclusione che ciò è quindi auspicabile. Potrebbero pensare che tutte le auto dovrebbero ovviamente venire in questo modo dalla fabbrica. Purtroppo, questo non è il caso-e le considerazioni non sono così semplici. In realtà, un’auto con un TLLTD del 50% è letteralmente sull’orlo costante del sovrasterzo. E ci sono molti fattori che possono rapidamente e facilmente prendere l’auto dal baratro in un disastro su vasta scala, fuori controllo, spinning-in-circles.
Per cominciare, considerare gli effetti delle condizioni meteorologiche che potrebbero creare una superficie stradale bagnata o ghiacciata. O immaginate che il conducente capita di applicare troppo freno in ritardo in un turno-un errore comune tra i conducenti alle prime armi. Oppure considera gli effetti della variazione delle temperature dei pneumatici, della pressione dei pneumatici o dell’usura dei pneumatici, che avranno impatti importanti sulle soglie di trazione laterali. E, naturalmente, variando la distribuzione del peso, come risultato di cambiare i livelli del serbatoio del carburante, passeggeri, o il numero di subwoofer nel bagagliaio, avrà un impatto anche TLLTD.
Con tutte queste cose da considerare, i progettisti automobilistici sono costretti a creare un TLLTD più conservativo. Di conseguenza, mirano intenzionalmente a valori TLLTD anteriori più alti in modo che i veicoli di serie siano inclini al sottosterzo-l’ipotesi è che il sottosterzo sia più sicuro e più prevedibile per il guidatore medio.
Ad esempio, un DOHC Saturn di serie è sintonizzato per produrre un TLLTD frontale di circa 63.4 per cento-un obiettivo relativamente conservatore. (Ma dai a Saturno un po ‘ di credito, poiché questo è all’estremità aggressiva dello spettro conservatore, specialmente rispetto ad altre auto economiche a trazione anteriore.)
Come regola generale, un appassionato medio di guida su strada è probabilmente disposto ad accettare alcuni compromessi-entro limiti ragionevoli-di un TLLTD più aggressivo in cambio di una migliore maneggevolezza. Un bersaglio adatto è probabilmente un valore TLLTD anteriore di circa il 58 per cento, un valore che è considerato aggressivo, ma adatto per la guida su strada.
Come posso creare il giusto equilibrio di gestione?
Poiché la maggior parte degli appassionati non ha le conoscenze o il software necessari per calcolare le caratteristiche del telaio come TLLTD, la responsabilità ricade sui sintonizzatori esperti.
Ovviamente, TLLTD e body roll saranno entrambi influenzati da modifiche alle molle e alle barre antirollio. Mentre la comprensione degli effetti di più modifiche può diventare confusa, la risposta è di solito solo una telefonata di distanza.
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Visualizza i commenti sui forum GRM
22/9/16 9: 31 a. m.
E ‘l’ora del ritorno al passato giovedi’. Appena imbattuto in questo articolo in profondità nella lista delle storie sul nostro sito. Ho pensato di sbatterlo sul forum perché le informazioni tecniche sono COSÌ buone.
22/9/16 9: 48 a. m.
Manca un paio di punti importanti, o non li enfatizza abbastanza.
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TLLTD è un rapporto. È la relazione tra le barre di oscillazione anteriore e posteriore. Questo non è abbastanza chiaro nell’articolo. Se non lo afferri, probabilmente finiresti con la stessa teoria sbagliata comune che dal momento che l’irrigidimento della barra anteriore porta a una diminuzione della trazione anteriore, e l’irrigidimento della barra posteriore porta a una diminuzione della trazione posteriore, che l’ammorbidimento di entrambi porta a una migliore presa su entrambe le estremità. Questo di solito non è il caso.
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Casi limite. Se si dispone di troppo rotolo del corpo, è possibile eseguire fuori di corsa di sospensione ad una estremità o l’altra. Questo può portare a cambiamenti di gestione sorprendenti. Ad esempio, prendere una macchina che gli angoli sul bumpstops ad entrambe le estremità quando magazzino. Aggiungi una grande barra di oscillazione anteriore. Nel nostro esempio, diciamo che questa particolare auto non è più in basso la sospensione anteriore, ma comunque in basso la parte posteriore. Hai ridotto il rollio complessivo, ma ora hai un tasso di molla effettivamente più alto nella parte posteriore, quindi avrai aumentato il sovrasterzo.
C’è anche l’altro caso, dove si inizia a sollevare le ruote in aria. Una volta che sei entrato in modalità treppiede, tutto il trasferimento di peso rimanente avverrà all’altra estremità. -
Il rullo del corpo dà importanti spunti al guidatore. Rende molto più facile giudicare la velocità in curva. Leggi tutte le varie interviste di Dave Coleman su questo. Devi anche lasciare che la sospensione respiri e si muova per essere in grado di assorbire gli urti – e se non riesci ad assorbirli, perdi la trazione su di loro. Le barre di oscillazione troppo rigide avranno anche un effetto sulla corsa, aumenterai il lancio della testa su dossi a una ruota e inizierai a sentire più durezza, ma sicuramente daranno un grande cambiamento nella gestione per un minimo cambiamento nella corsa complessiva.
Ecco un altro introito su alcune delle stesse informazioni. Usa FRC invece di TLLTD e i casi limite sono trattati nei capitoli successivi. Gestione di teoria capitolo, da Come Costruire Una ad Alte Prestazioni Mazda Miata
9/22/16 10:28 ore
so che questo dovrebbe essere un bel primer di base, e sicuramente è una buona, ma c’è ancora una cosa che sentivo mancare sul tema (perché roll è ‘cattivo’), mantenendo il contatto. Anche la geometria delle sospensioni gioca un ruolo importante (
). Ho visto questo concetto in qualche modo applicato male ai dibattiti FRS / BRZ vs Miata, dove la Miata sembra essere eccessivamente criticata per il suo body roll. Questa critica trascura il fatto che la sospensione a doppio braccio oscillante sulla Miata perde anche considerevolmente meno camber in rollio rispetto alla sospensione a puntone sulla FRS/BRZ. Quindi non è così fondamentale controllare il rollio con la stessa forza su un’auto come la Miata rispetto a un’auto come la FRS/BRZ.
9/22/16 11: 06 a. m.
E con gli assi solidi, il rotolo non costa affatto il camber!
9/22/16 11:42 ore
Ma tutti i kool bambini sono la rimozione di loro ondeggiamento bar, per ridurre il peso e compensando con un aumento di primavera tassi, che ha l’ulteriore effetto di limitare l’imbardata e beccheggio.
9/22/16 11: 46 a. m.
Questo è il tipo di tecnologia hardcore che mi piacerebbe vedere di più. Grazie GRM!
9/22/16 12:ore 21,
TL/DR
scherzando roba buona
12/23/20 11:31 p.m.
è vero che se un pneumatico posteriore interno si stacca da terra, una barra posteriore più rigida non farà alcuna differenza, perché sollevare il pneumatico è il massimo che può fare e non c’è ulteriore resistenza?
24/12/20 9: 18 a. m.
Una volta che una ruota è da terra, hai il trasferimento del peso al 100% a quell’estremità. Tutto il trasferimento del peso rimanente avverrà all’altra estremità dell’auto. La barra di oscillazione all’estremità sollevata non fa più parte dell’equazione.
Quindi sì, ma non proprio nel modo in cui hai descritto.
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