Lean Less | o que é Body Roll e como reduzi-lo
história de John Comesky
qualquer entusiasta que valha a pena sabe que os pneus têm indiscutivelmente o maior impacto no manuseio de um veículo. Obviamente, no entanto, existem dinâmicas de chassi que se estendem além do reino dos pneus. Depois de aumentar o limiar de tração na superfície da estrada, você pode estar pronto para dar o próximo passo no manuseio aprimorado do veículo: reduzindo o rolo da carroceria através do uso de barras estabilizadoras.
corretamente escolhidas (e instaladas), as barras estabilizadoras reduzirão o rolo da carroceria, o que, por sua vez, leva a um melhor manuseio, aumento da confiança do motorista e, finalmente, tempos de volta mais baixos.
O Que É Body Roll?
as Chances são de que você tenha experimentado os efeitos do body roll toda vez que estiver ao volante. Isso acontece durante quase todas as voltas, quando um lado do carro levanta, fazendo com que todo o veículo se incline para o lado de fora da curva.A causa do rolo do corpo é a física simples: um objeto em movimento tende a permanecer em movimento até ser atuado por uma força externa. Então, em termos práticos, ao seguir em frente em linha reta, você está permitindo que alguns milhares de quilos de veículos, fluidos e passageiros criem impulso nessa linha reta.
quando você diz tudo para mudar de direção de repente, através da entrada no volante, os pneus dianteiros podem mudar de direção graças às vantagens mecânicas do sistema de direção, mas o momento do veículo, fluidos e passageiros continua na direção original. Os pneus são o único elemento capaz de gerar uma força externa que pode agir contra esse impulso e mudar sua direção.
neste ponto, um dos dois cenários é mais provável de ocorrer. Se houver impulso suficiente na direção original e os pneus não tiverem aderência suficiente para agir contra a energia original para a frente, o veículo deslizará para fora da curva à medida que os pneus perderem a tração. No entanto, se os pneus tiverem aderência suficiente na superfície da estrada, em vez de deslizar, a tração do veículo na superfície da estrada sobrecarregará o impulso original para a frente e atuará sobre as forças originais para induzir uma mudança de direção. Portanto, uma manobra nas curvas.
mas o que acontece com essa energia? Mesmo que tenhamos tido aderência suficiente para aguentar a curva, sabemos que o momento da massa do veículo continuará na direção original. O resultado é uma transferência de peso para a nova borda externa do veículo-a mesma direção que o impulso original para a frente.
se houver energia suficiente por trás da transferência de peso, essa energia fará com que a suspensão externa (neste caso, a mola e o conjunto do suporte) se comprimam enquanto o outro lado se eleva e se estende. Um tipo de engenheiro gosta de descrever isso dizendo que um lado se move em jounce enquanto o outro se move em rebote. O resto de nós chama isso de lean ou body roll.
Por Que o Body Roll é uma coisa ruim?
muitas vezes ouvimos que impedir o rolo do corpo é “tão importante” que todos devemos sair correndo e comprar este produto ou aquele produto para evitá-lo. E muitos entusiastas consequentemente aceitaram que o body roll é, portanto, ruim. Mas o que exatamente o body roll faz para afetar negativamente o manuseio do veículo?
para começar, ele interrompe o driver. Este é provavelmente o efeito que a maioria dos motoristas pode ver e sentir durante suas próprias experiências de condução. E embora este não seja o efeito negativo mais importante do body roll, é verdade que o carro não dirige sozinho-não importa quantas peças de reposição você instale. Assim, manter o motorista estabelecido, focado e capaz de se concentrar na tarefa de dirigir é uma prioridade para o manuseio animado do veículo.
no entanto, o efeito mais frequentemente incompreendido do rolo da carroceria no manuseio do veículo é o efeito do rolo da carroceria na cambagem—e o efeito da cambagem muda na tração do pneu.
simplificando, quanto maior o remendo de contato do pneu, mais tração existe contra a superfície da estrada, mantendo todo o resto constante. Mas quando o veículo começa a inclinar-se ou rolar para um lado, os pneus também são forçados a inclinar-se ou rolar para um lado.
isso pode ser descrito como uma mudança de cambagem na qual o pneu externo experimenta uma cambagem positiva aumentada (rola para a borda externa do pneu) e as experiências internas do pneu aumentam a cambagem negativa (rola para a borda interna do pneu.) Portanto, um pneu que originalmente desfrutava de um patch de contato completo e plano antes do rolo da carroceria deve operar apenas na borda do pneu durante o rolo da carroceria.
a perda de tração resultante pode permitir que os pneus cedam mais facilmente às forças de transferência de peso para a borda externa do veículo. Quando isso acontece, o veículo desliza para os lados-o que geralmente é uma coisa ruim.
como evitar o rolo do corpo
por definição, o rolo do corpo ocorre apenas quando um lado da suspensão é comprimido (move-se para jounce), enquanto o outro se estende (move-se para rebote). Portanto, podemos limitar o rolo da carroceria, tornando mais difícil para as suspensões do lado do motorista e do lado do passageiro se moverem em direções opostas.
um método bastante óbvio para conseguir isso é através do uso de molas mais rígidas. Afinal, uma mola mais rígida comprimirá menos do que uma mola mais macia quando submetida a uma quantidade igual de força. E menos compressão da suspensão na borda externa resultará em menos rolo do corpo.
no entanto, molas mais rígidas requerem o uso de amortecedores mais fortes (suportes ou amortecedores) e têm um efeito imediato e substancial na qualidade do passeio. Assim, mesmo que o manuseio seja melhorado, eles podem não ser a maneira mais fácil ou econômica de atingir o objetivo de reduzir o rolo do corpo.
para muitos entusiastas, o uso de barras estabilizadoras-também conhecidas como barras estabilizadoras, barras estabilizadoras ou barras estabilizadoras—proporciona uma redução mais econômica no rolo do corpo com impactos negativos mínimos na qualidade do passeio.
como funciona uma barra estabilizadora
simplificando, uma barra estabilizadora é uma barra de metal em forma de U que liga as duas rodas no mesmo eixo ao chassi. Essencialmente, as extremidades da barra são conectadas à suspensão enquanto o centro da barra está conectado ao corpo do carro.
para que ocorra o rolo da carroceria, a suspensão na borda externa do carro deve comprimir enquanto a suspensão na borda interna se estende simultaneamente. No entanto, como a barra estabilizadora está presa a ambas as rodas, esse movimento só é possível se a barra de metal puder torcer. (Um lado da barra deve torcer para cima enquanto o outro torce para baixo.) Assim, a rigidez de torção da barra-ou resistência à torção-determina sua capacidade de reduzir o rolo do corpo. Menos torção da barra resulta em menos movimento em jounce e rebote pelas extremidades opostas da suspensão-o que resulta em menos rolo do corpo.
fatores que determinam a rigidez
existem dois fatores primários que determinam a rigidez torcional de uma barra estabilizadora: o diâmetro da barra e o comprimento do braço momentâneo da barra. O diâmetro é geralmente o conceito mais fácil de entender, pois é um pouco intuitivo que uma barra de diâmetro maior tenha maior rigidez de torção.
o movimento de torção (ou torção) da barra é realmente governado pela equação:
torção = (2 x torque x comprimento) / (P X diam4 x módulo de material.)
e como o diâmetro está no denominador, à medida que o diâmetro fica maior, a quantidade de torção fica menor. O que, em poucas palavras, significa que a rigidez torcional é uma função do diâmetro para a quarta potência. É por isso que um aumento muito pequeno no diâmetro faz um grande aumento na rigidez de torção.
por exemplo, para comparar a rigidez de uma barra de 15 mm de estoque a um mercado de reposição, 16,5 mm um, basta usar a equação 16,54 / 154. Alguma matemática rápida produz a figura de 1,46. Em outras palavras, uma barra de 16,5 mm é 1.46 vezes mais rígido – ou 46% mais rígido-do que uma barra de 15 mm do mesmo design.
adicione apenas mais um milímetro ao diâmetro da barra—para um total de 17,5 mm—e a força de torção dispara para 85% mais rígida do que a barra de 15 mm de estoque.
(17.54/15.04 = 1.85)
no entanto, além do diâmetro de uma barra, há outro fator muito importante que determina a rigidez de torção de uma barra anti-rolo. Esse fator é conhecido como o comprimento do braço do momento-ou em termos comuns, a quantidade de alavancagem entre o veículo e a barra.
como com qualquer coisa, uma quantidade aumentada de alavancagem torna mais fácil fazer o trabalho. Isso é regido pela lei da alavanca:
força X distância = torque.
à medida que a distância-ou o comprimento da alavanca-aumenta, a quantidade resultante de torque também aumenta. (É por isso que foi mais fácil mover seu irmão mais velho no teeter-totter quando ele se mudou para o meio e você ficou de fora no final. Você desfrutou de maior alavancagem no final, enquanto ele sofria de alavancagem reduzida perto do meio.)
porque uma barra anti-rolo é moldada como um “U”, as extremidades da barra que conduzem do centro da barra ao acessório do fim-link servem como uma alavanca. À medida que a distância da parte reta da barra ao acessório no elo final se torna mais longa, o torque aplicado contra a barra aumenta-tornando mais fácil para uma determinada quantidade de energia torcer a barra estabilizadora. À medida que essa distância é reduzida, o torque é reduzido-tornando mais difícil para uma determinada quantidade de energia torcer a barra estabilizadora.
é esta lei de alavanca que é aplicada durante o projeto de uma barra estabilizadora ajustável. Ao usar vários locais de link final, a distância do ponto de fixação à parte reta da barra pode ser alterada. Ou, em termos de engenheiros, o comprimento do braço de momento pode ser aumentado ou reduzido para fazer mais ou menos torque contra a barra.
usar uma configuração mais distante do centro da barra aumenta o comprimento do braço do momento, resultando em mais torque contra a barra, permitindo mais movimento de torção da barra, criando mais Rolo do corpo. Usar uma configuração mais próxima do centro da barra reduz o comprimento do braço do momento, resultando em menos torque contra a barra, permitindo menos movimento de torção da barra, criando menos rolo do corpo.
o impacto real no torque pode ser comparado dividindo as distâncias centro a centro dos pontos de fixação do link Final. Por exemplo, digamos que a distância centro-a-centro da barra estabilizadora traseira de estoque seja de 200 mm. podemos comparar isso com a distância de 160 mm da configuração mais firme de uma barra de 17,5 mm ajustável de quatro vias, simplesmente dividindo as distâncias.
(160/200 = .8)
em outras palavras, uma barra de centro a Centro de 160 mm produz apenas 80% do torque que seria produzido por uma barra de centro a Centro de 200 mm do mesmo diâmetro. Ou mais simples ainda, usando os pontos de fixação de ligação final de 160 mm, aumentamos a rigidez da barra estabilizadora em 20% extras.
O Que diabos é TLLTD?
TLLTD significa Distribuição de transferência de carga lateral do pneu. Embora esse termo possa parecer complexo, ele simplesmente mede o equilíbrio frente a trás de como a carga lateral é transferida em uma manobra nas curvas. É comumente usado para comparar a taxa de perda de tração lateral entre os pneus dianteiro e traseiro.
simplificando, há tanta força que um pneu pode suportar. Quando pedimos mais do pneu do que o pneu pode entregar, ele “satura” ou perde tração. Se os pneus dianteiros saturarem antes dos pneus traseiros, chamamos isso de subviragem ou empurrão-o que significa que o carro tende a continuar se movendo na direção original, mesmo que as rodas estejam giradas.
se os pneus traseiros saturarem antes dos pneus dianteiros, então chamamos isso de oversteer ou solto-o que significa que a parte traseira do carro tende a girar mais rápido do que a frente, causando uma rotação. Quando nenhuma dessas condições prevalece de forma consistente, descrevemos o chassi como equilibrado.
podemos medir e comparar as características de subviragem e sobreviragem em estado estacionário de um veículo, atribuindo uma porcentagem de transferência de carga lateral da frente em relação à traseira. Um valor TLLTD igual a 50% indica que o chassi está equilibrado-ou os pneus dianteiro e traseiro tendem a perder tração aproximadamente ao mesmo tempo. Um valor TLLTD dianteiro superior a 50% indica que os pneus dianteiros perdem tração mais rapidamente do que os pneus traseiros-resultando em subviragem. E um valor TLLTD dianteiro inferior a 50% indica que os pneus traseiros tendem a perder tração mais rapidamente do que a frente-resultando em oversteer.
é importante notar que nossa discussão sobre o TLLTD considera apenas manobras de curva em estado estacionário, como uma longa rampa de 270 graus ou off-ramp. A aplicação moderada a agressiva do acelerador ou do freio pode perturbar esse equilíbrio durante uma condição transitória, fazendo a transição brevemente de um veículo de subviragem para sobreviragem.
o efeito das barras estabilizadoras sobre TLLTD
idealmente, agora você entende como uma barra estabilizadora pode ser usada para limitar o rolo do corpo e entende que o rolo reduzido do corpo pode levar a uma redução nas mudanças adversas de curvatura para melhor tração dos pneus. Mas o que pode não ser óbvio é o efeito das mudanças na barra estabilizadora no TLLTD (subviragem e sobreviragem.)
na verdade, dadas as informações acima, pode-se até supor que uma barra estabilizadora mais firme, que leva a um melhor controle de cambagem, levaria a uma melhor tração. Se adicionarmos uma barra estabilizadora mais firme à frente, a perda de tração diminui, então a subviragem é reduzida, certo?
errado. Vamos avaliar mais de perto o Significado de TLLTD-distribuição de transferência de carga lateral do pneu. Dito de outra forma, podemos descrever o TLLTD como a demanda relativa de controle de energia lado a lado que é colocada sobre os pneus. Como uma barra estabilizadora mais firme permite menos deflexão, ela transfere energia lado a lado (cargas laterais) a uma taxa mais rápida.
à medida que a taxa de transferência de carga lateral aumenta, demandas adicionais são colocadas sobre o pneu. Portanto, se instalarmos uma barra estabilizadora mais firme na frente, aumentaremos a distribuição da transferência de carga lateral em direção aos pneus dianteiros. Isso aumenta o valor TLLTD frontal, o que resultará em subviragem adicional, mantendo todo o resto constante.
a mesma lógica também se aplica na parte traseira. Uma barra estabilizadora mais firme na parte traseira aumentará a taxa de transferência de carga lateral, colocando mais demanda nos pneus traseiros, acelerando a perda de tração lateral e criando mais oversteer, mantendo tudo o mais constante.
é por isso que adicionar peças cegamente ao seu carro pode não produzir os resultados desejados. Um consumidor sábio consulta-e compra-especialistas experientes que possuem as ferramentas para fazer recomendações de ajuste informadas.
Eu quero um 50 por cento TLLTD no meu carro, certo?
como no papel um TLLTD de 50% indica um chassi equilibrado, muitos entusiastas são tentados a chegar à conclusão de que isso é desejável. Eles podem pensar que todos os carros devem, obviamente, vir dessa maneira da fábrica. Infelizmente, este não é o caso-e as considerações não são tão simples. Na realidade, um carro com um TLLTD de 50% está literalmente à beira constante de oversteer. E há muitos fatores que podem rapidamente e facilmente levar o carro da Beira para um desastre em grande escala, fora de controle e girando em círculos.
para começar, considere os efeitos das condições climáticas que podem criar uma superfície de estrada molhada ou gelada. Ou imagine que o motorista passa a aplicar muito freio tarde em uma volta-um erro comum entre os motoristas novatos. Ou considere os efeitos de diferentes temperaturas dos pneus, pressões dos pneus ou desgaste dos pneus-todos os quais terão grandes impactos nos limites de tração lateral. E, claro, a distribuição variável de peso, como resultado da mudança dos níveis do tanque de combustível, dos passageiros ou do número de subwoofers no porta-malas, também afetará o TLLTD.
com todas essas coisas a considerar, os engenheiros de design automotivo são forçados a criar um TLLTD mais conservador. Como resultado, eles direcionam intencionalmente valores TLLTD dianteiros mais altos para que os veículos de estoque sejam propensos a subviragem-a suposição é que a subviragem é mais segura e previsível para o motorista médio.
por exemplo, um estoque DOHC Saturn é ajustado para produzir um TLLTD frontal de aproximadamente 63.4 por cento – um alvo relativamente conservador. (Mas dê algum crédito A Saturno, pois isso está no extremo agressivo do espectro conservador, especialmente em comparação com outros carros econômicos com tração dianteira.)
como regra geral, um entusiasta médio de dirigir na rua provavelmente está disposto a aceitar alguns compromissos-dentro da razão-de um TLLTD mais agressivo em troca de um melhor manuseio. Um alvo adequado é provavelmente um valor TLLTD frontal de aproximadamente 58%, um valor considerado agressivo, mas adequado para dirigir na rua.
Como faço para criar o equilíbrio de manuseio correto?
como a maioria dos entusiastas não tem o conhecimento ou software necessário para calcular as características do chassi, como o TLLTD, a responsabilidade recai sobre Sintonizadores experientes.
obviamente, o TLLTD e o body roll serão afetados por mudanças nas molas e nas barras estabilizadoras. Embora a compreensão dos efeitos de várias mudanças possa ficar confusa, a resposta geralmente está a apenas um telefonema de distância.
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veja os comentários sobre o GRM fóruns
9/22/16 9:31 am
Tempo de Retrocesso quinta-feira. Acabei de encontrar este artigo no fundo da lista de histórias em nosso site. Pensei em aumentá-lo no fórum porque as informações técnicas são tão boas.
9/22/16 9:48 am
É falta de um par de pontos importantes, ou não enfatizar o suficiente.
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TLLTD é uma proporção. É a relação entre as barras dianteiras e traseiras. Isso não é bastante claro no artigo. Se você não entender isso, provavelmente acabaria com a mesma teoria equivocada comum de que, uma vez que endurecer a barra dianteira leva à diminuição da tração na frente e enrijecer a barra traseira leva à diminuição da tração na parte traseira, que suavizar ambos leva a uma melhor aderência em ambas as extremidades. Isso geralmente não é o caso.
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casos limite. Se você tem muito rolo de corpo, pode ficar sem curso de suspensão em uma extremidade ou na outra. Isso pode levar a mudanças surpreendentes no manuseio. Por exemplo, pegue um carro que encurrale nos bumpstops em ambas as extremidades quando estoque. Adicione uma grande barra de balanço frontal. Em nosso exemplo, digamos que este carro em particular não abaixe mais a suspensão dianteira, mas ainda abaixe a traseira. Você reduz o rolo geral, mas agora você tem uma taxa de mola efetivamente mais alta na parte traseira, então você terá aumentado o oversteer.
há também o outro caso, onde você começa a levantar rodas no ar. Depois de entrar no Modo Tripé, toda a transferência de peso restante acontecerá na outra extremidade. -
o rolo do corpo dá pistas importantes ao motorista. Torna muito mais fácil julgar a velocidade das curvas. Leia todas as várias entrevistas de Dave Coleman sobre este. Você também tem que deixar sua suspensão respirar e se mover para ser capaz de absorver solavancos – e se você não pode absorvê-los, então você perde a tração sobre eles. Barras de balanço excessivamente rígidas também terão um efeito no passeio, você terá um aumento na cabeça ao longo de solavancos de uma roda e começará a sentir mais dureza-mas elas definitivamente dão uma grande mudança no manuseio para uma mudança mínima no passeio em geral.
aqui está outra visão sobre algumas das mesmas informações. Ele usa FRC em vez de TLLTD, e os casos de limite são abordados em capítulos posteriores. Tratamento teoria capítulo de Como Construir Um sistema de Alto Desempenho Mazda Miata
9/22/16 10:28 am
eu sei que isto é suposto ser uma bonita cartilha básica, e definitivamente é uma boa, mas ainda há uma coisa que eu senti foi falta sobre o tema (por rolo é ‘ruim’) manter a área de contacto. A geometria da suspensão também desempenha um papel importante (
). Eu vi esse conceito um tanto mal aplicado aos debates FRS/BRZ vs Miata, onde o Miata parece ser excessivamente criticado por sua rolagem corporal. Esta crítica negligencia o fato de que a suspensão dupla wishbone no Miata também perde consideravelmente menos curvatura no rolo do que a suspensão do suporte no FRS/BRZ. Portanto, não é tão crítico controlar o rolo com a mesma força em um carro como o Miata, em oposição a um carro como o FRS/BRZ.
9/22/16 11:06 am
e com eixos sólidos, o rolo não custa cambagem!
9/22/16 11:42 am
Mas todos os kool crianças são a remoção de seus oscilação bares para reduzir o peso e compensando com o aumento de taxas de mola, que tem o efeito adicional de limitação de yaw e pitch.
9/22/16 11:46 am
este é o tipo de tecnologia hardcore que eu adoraria ver mais. Obrigado GRM!
9/22/16 12:21 pm
TL/DR
brincando com coisas boas
12/23/20 11:31 pm
é verdade que, se um pneu traseiro interno sair do chão, uma barra traseira mais rígida não fará diferença, porque levantar o pneu é o máximo que ele pode fazer e não há mais resistência?
12/24/20 9:18 am
uma Vez que uma roda está fora da terra você tem 100% de transferência de peso na extremidade. Toda a transferência de peso restante ocorrerá na outra extremidade do carro. A barra de balanço na extremidade levantada não faz mais parte da equação.
então sim, mas não exatamente da maneira que você descreveu.
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