V svetu avtomobilskega športa, še posebej v RC športu, kjer je natančnost ključna, je vedno več zanimanja za tehnično plat nastavitev vozil. Ne glede na to, ali vozite on-road, off-road, nitro, elektro ali drift, so nekatere nastavitve ključne za optimalno delovanje.
Splošna načela nastavitve avtomobila (SET-UP)
Nasveti, ki jih boste našli tukaj, se lahko pri različnih avtomobilih odražajo z različno intenziteto in v nobenem primeru niso popolni ter jih ne smete jemati kot neke »božje zakonitosti«! Razlog, zakaj se različni avtomobili različno odzivajo na enake spremembe, tiči v togosti šasije, osnovni konstrukciji vozila, različnih geometrijah, oblikah podvozij itd. Kompleksnost dirkalnih šasij zahteva razumevanje tehničnega področja dinamike vozil, predanost športu, zbiranje podatkov ter predvsem trdega dela, da pridemo do optimalnih rešitev hitro in učinkovito.
Na dirkah ponavadi nimamo veliko časa za testiranje vseh podrobnosti in iskanje posameznih odzivov vozila na razne nastavitve. Zato je zelo pomembno, da imamo neko izhodišče oz. osnovno nastavitev, iz katere izhajamo in se z določenimi spremembami približujemo optimalni. Ko avto poznamo že zelo dobro in njegov odziv na določene spremembe, lahko imamo več osnovnih set-upov, npr. za velike odprte proge, zaprte ozke proge, odprte proge z veliko grbinami, odprte proge z gladko podlago, zaprte proge z veliko grbinami, zaprte proge z gladko podlago, proge z dolgimi hitrimi ovinki, proge s šikanami itd. Za začetek je najbolje vzeti standardne nastavitve, ki jih priporoča proizvajalec in so načeloma priložene večini avtomobilov.
Bolje kot poznamo avto in njegove prednosti ter slabosti, hitreje bomo našli pravilno nastavitev. Ravno iz tega razloga ni dobro pogosto menjavanje šasije, ker se celoten postopek ponovi. Kako močno se posamezna sprememba določene nastavitve pozna, je predvsem odvisno od togosti šasije. Bolj kot je šasija vozila toga, bolj so spremembe nastavitev občutne, ker se razne sile in momenti bolje prenesejo na samo konstrukcijo. Šasija, ki je relativno fleksibilna, bo določene nastavitve kompenzirala in »izničila« spremembo, ki smo jo naredili. V takih primerih je težje priti do pravih rezultatov, saj bo potrebno več sprememb oz. nastavitev, da bi našli tisti pravi set-up. Takšni avtomobili zahtevajo več izkušenj in znanja.
Kamber (Camber)
Kamber je kot med vertikalo in linijo, ki gre po sredini gume, če gledamo avto od spredaj ali od zadaj. Poznamo pozitivni in negativni kamber. O negativnem kamberju govorimo takrat, ko je zgornji del gume nagnjen proti šasiji, pozitivni pa, ko je zgornji del kolesa nagnjen vstran od šasije. Praktično vedno se uporablja negativni kamber!
Poznana je samo ena dirkaška serija, ki na eni strani vozila uporablja pozitivni kamber, to pa je ameriška serija NASCAR, kjer je vzrok v posebnosti proge, ki je ovalne oblike in se zato vozi samo levi ovinek. V RC športu se je pozitivni kamber pojavil v kategoriji 1/5 cestni avtomobili, kjer vozniki uporabljajo na sprednjih kolesih nekje +0.5º pozitivnega kamberja zaradi zmanjšanja oprijema na sprednji osi. Avti imajo namreč pogon samo na zadnja kolesa, kar pa je zelo kritično pri dodajanju plina (pri prevelikem oprijemu spredaj avto rado zavrti).
Zakaj je negativni kamber sploh potreben?
Pri vožnji skozi ovinek na šasijo delujejo določene sile in momenti, ki povzročijo rotacijo šasije (chassis - roll), katere posledica je zmanjšanje kamberja do te mere, da lahko pridemo celo do pozitivnega kota, kar pa ni zaželeno. V tem primeru bomo vozili le po zunanjem robu gume in s tem močno zmanjšali oprijem. Kolikšna bo ta rotacija in kolikšna bo sprememba kota zaradi delujočih sil je močno odvisno od konstrukcije podvozja, pozicij vpetja koles, dolžine rok, pozicije amortizerjev, skratka celotne geometrije podvozja, odvisno pa je tudi od trdote vzmeti na amortizerjih in trdote stabilizatorjev. Iz tega lahko vidimo, da so RC avtomobili relativno zapletene konstrukcije, saj je skozi geometrijo potrebno predvideti gibanje šasije in spremembo kamberja pri vožnji, da bi dosegli optimalen oprijem v vseh pogojih. Drugi faktor je deformacija karkase gume/pene, ki povzroči spremembo kontaktne površine med kolesom in podlago. Guma oz. pena je fleksibilen material, ki se pod določenimi obremenitvami deformira in s porastom temperature se ta efekt še poveča! Načeloma velja, večja kot je kontaktna površina, večji bo oprijem.
Učinek kamberja
- Pospeševanje in zaviranje (pri vožnji naravnost): V tem primeru želimo imeti kot 0º, ki zagotavlja največjo kontaktno površino med kolesom in podlago, s tem pa maksimalno možen oprijem v teh pogojih, torej maksimalen pospešek in minimalno zavorno pot.
- Vožnja skozi ovinek: Glede na prej omenjene stvari (sile, geometrija podvozja, deformacija gum) si želimo nekoliko negativnega kamberja, ker se lahko zgodi, da bomo v nasprotnem primeru vozili po zunanjem robu gume in s tem močno zmanjšali kontaktno površino med kolesom in podlago ter posledično oprijem. Torej nikoli ne sme nastopiti situacija, da se nam pojavi pozitivni kamber.
Koliko sedaj nastaviti kot? Potreben je nek kompromis med eno in drugo omenjeno optimalno rešitvijo.
Nasveti za nastavitev kamberja
- Pene: Pri penah je stvar relativno enostavna; opazujemo obrabo pene na notranjem in zunanjem robu kolesa. Sprednja kolesa se morajo obrabljati enakomerno po obodu, torej cilindrično. Zadnja kolesa so lahko nekoliko konična, nekje 1º (daje večjo stabilnost zadnjemu delu vozila, še posebej pri dolgih dirkah) ali pa cilindrična. S tem smo zagotovili, da je celotna površina koles »maksimalno« izkoriščena. V kategoriji 1/8IC se na zadnjih kolesih uporablja nekoliko večji kot (do 3º) zaradi želje po doseganju večje stabilnosti in oprijema zadka! Konus na kolesih ima enak učinek kot nastavitev imenovana Toe-in, o kateri bomo govorili kasneje.
- Gume: Če vozite na gumah, je stvar nekoliko težja, saj ni toliko obrabe, da bi jo lahko izmerili. Pomagamo si s trikom, za katerega potrebujemo alkoholni flomaster svetle barve (beli, zlati, srebrni …). Prečno čez gumo potegnemo črto, ki nam bo koristila kot indikator uporabljene površine. Nato peljemo nekaj krogov in pogledamo, kako se je črta na gumi obrabila. V primeru, da je celotna črta zbrisana, to pomeni, da je celotna tekalna površina v rabi in da je kot pravilno nastavljen. V nasprotnem primeru je potrebno kot korigirati, dokler ne pridemo do enakomerne obrabe.
Če boste dobili različne kote na kolesih, to ne pomeni, da je nekaj narobe z avtom! Očitno so lastnosti vozila in proge takšne, da zahtevajo različne kote na različnih kolesih.
Kaster (Caster)
Kaster ali predtek je kot, ki nastane med namišljeno črto, potegnjeno med obema krogličnima zgloboma (zelene barve), in črto pravokotno na podlago (rdeče barve), ki gre skozi center pesta. Ta kot se pojavi samo na sprednjih kolesih! V našem primeru imamo pozitivni kaster/predtek, ker je pesto nagnjeno nazaj. Negativni kaster/predtek, ko je pesto nagnjeno naprej, se nikoli ne uporablja.
Glede na to, da os (zelena linija), okrog katere rotira pesto pri zavijanju, ne gre skozi točko stika med kolesom in podlago, prihaja do spremembe kota, in sicer kamberja. Več kasterja/predteka pomeni tudi večjo spremembo kamberja med zavijanjem. Posledica vsega je dvigovanje sprednjega dela avtomobila. Ko »spustimo volan«, teža avtomobila sama poravna kolesa nazaj v smer vožnje. To tudi poznate pri osebnih avtomobilih, ko pripeljete iz ovinka, spustite volan in smer se poravna sama, volan se »magično zasuče« v nevtralno pozicijo. Večji kot imamo kaster/predtek, bolj izrazit bo ta učinek, tudi bolj kot je težko vozilo, bolj bo ta učinek izrazit. Vse skupaj pa ima za posledico večjo stabilnost pri vožnji naravnost, še posebej pri visoki hitrosti, saj »centrira« vozilo v smeri vožnje. Za ilustracijo, tudi nakupovalni voziček ima kaster/predtek.
Za razmislek: če nam kaster/predtek pri zavijanju doda kamber, koliko potem v osnovi nastaviti kamber in koliko kaster/predtek, da bomo imeli optimalne pogoje pri pospeševanju z izravnanimi kolesi oz. v zavoju, ko so kolesa pod določenim kotom in kako velik sploh bo ta kot? Dodatni kamber, ki se pojavi zaradi učinka kasterja/predteka med zavijanjem, se mora kompenzirati z rotacijo šasije in deformacijo gum, da tako pridemo do »idealne« kontaktne površine med kolesi in podlago v vseh pogojih.
Kaster/predtek je v glavnem že določen s samo konstrukcijo vzmetenja oz. podvozja. Določene bolj napredne šasije RC avtomobilov omogočajo nastavitve v omejenem obsegu. Že v fazi planiranja šasije je potrebno določiti pravo območje in razpon možnih nastavitev kasterja/predteka, torej to je stvar ogromno testiranj, da se ugotovi optimalno območje za določeno konstrukcijo. Vedeti morate, da vsaka pista in celo vsak ovinek zahteva svojo vrednost kasterja/predteka in inženirji v podpori povratnih informacij voznika odločijo za najboljši kompromis.
Pri RC nitro avtih je možno nastavljati kaster s premikom zgornje roke naprej (manjši kot) in nazaj (večji kot). Medtem ko je potrebno na elektro avtih zamenjati C-nosilec, ki povezuje spodnjo in zgornjo roko. Ti nosilci so narejeni z različnimi koti. Načeloma imajo vsi dirkalni avtomobili isto stopnjo kasterja/predteka na levi in desni strani, a v seriji NASCAR je zaradi samo enega ovinka in različnega radija, po katerem tečeta kolesi, kaster/predtek zunanjega kolesa večji kot notranjega, ker s tem pri zavijanju dobi zunanje kolo večji dodatni učinek kamberja, s tem pa dodaten oprijem.
Nasvet za iskanje dobre nastavitve kasterja
Pri iskanju prave nastavitve kasterja, ob predpostavki, da imate neko začetno točko:
- Večji kot: Daje več stabilnosti na ravnini pri velikih hitrostih, sploh na grbinastih/neravnih odsekih.
- Manjši kot: Pri manjšem kotu avto močneje/bolj ostro zavija in daje bolj direkten občutek »na volanu«.
Sprednji in zadnji nagib koles (Toe)
Kolesa na avtu redko kažejo naravnost. Če si pogledamo sliko, vidimo, da sprednji kolesi kažeta navzven (Toe-out) in zadnji kolesi navznoter (Toe-in). Ti koti povzročajo določene sile, ki se prenašajo na šasijo.
Na sprednjih kolesih se pojavita dve enako veliki, a vstran druga od druge usmerjeni sili (želita avto »raztegniti«), medtem ko na zadnjih kolesih delujeta dve enako veliki nasproti si usmerjeni sili (želita avto »stisniti«).
Toe-out
Nestabilna situacija nastopi, če z enim kolesom zadenemo ob robnik oz. če samo rahlo zavijemo. To ima za posledico večjo obremenitev enega izmed koles. Večja obremenitev pomeni večji oprijem, s tem pa lahko to kolo z večjo silo potegne v svojo stran. V primeru majhne korekcije smeri se sila na nasprotni strani prav tako zmanjša, ker je prišlo do prenosa teže. Skratka, v obeh primerih smo prišli do situacije, ko je sila na eni strani bistveno večja kot na drugi; drugače povedano, eno kolo vleče v svojo stran močneje kot drugo. Zaradi dveh različno velikih sil se pojavi rezultanta, ki kaže v eno stran avtomobila in v to stran bo avto tudi nenadno zavil. Sistem ravnotežja se je porušil! Še posebej slaba situacija nastopi v ovinku, ko se pojavi prenos teže. Voznik lahko poskuša to popraviti z zavijanjem v nasprotno smer (popravljanje smeri), a če ta korekcija ni izvedena pravilno, pride do prenosa sil v nasprotno smer. Posledica vsega je »cikcak« vožnja.
Toe-out se nikoli ne uporablja na zadnjih kolesih, ker napravi avtomobil praktično nevozen. Drugače je na sprednjih kolesih, kjer imamo stabilizirajoči učinek kasterja (mora biti zadosti velik), ki kompenzira nestabilnosti, povzročene zaradi Toe-outa. Ne glede na to pa je efekt te nestabilnosti občuten pri zavijanju in se odraža v bolj nenadnem in agresivnem zavijanju.
Toe-in
Na zadnjem delu vidimo, da kažeta kolesi navznoter, če gledamo v smeri vožnje. Tokrat imamo prav tako dve nasproti si delujoči sili, ki pa tvorita stabilen sistem. Če se iz kakršnega koli razloga sila na eni strani poveča, bo le-ta delovala v smeri manjše sile in s tem povzročila prenos teže v smeri kolesa z manjšo obremenitvijo. Tako dobi kolo, ki je izgubilo oprijem, več teže in posledično več oprijema. Sistem se tako sam stabilizira.
Toe-in daje stabilnost in povzroča učinek, ki »prisili« avto k vožnji naravnost. Ponavadi se uporablja na zadnjih kolesih in preprečuje odnašanje zadka, medtem ko je zadnja os vedno na meji kroga oprijema. Prav tako daje mnogo stabilnosti pri vožnji čez grbinaste odseke proge. Vozniku daje občutek zelo stabilnega zadka, kot bi ga držala neka nevidna sila. S to nastavitvijo lahko tudi pretiravamo; takrat zadek v ovinku drži in v nekem trenutku, ko je maksimalna obremenitev presežena, zadek »katapultira« in v naslednjem trenutku zavre, vožnja izgleda lahko kot bi vozili »cikcak« v ovinek oz. kot bi v ovinku neprekinjeno popravljali smer vožnje.
Dodatni oprijem pri večjih kotih zmanjšuje »steering«, torej avto ne more ostro zavijati ali drugače, radij zavoja se poveča. Avto lahko dobi tendenco podkrmarjenja, kar dodatno vpliva na hitrost vožnje skozi ovinke. Povzroči tudi izgubo hitrosti zaradi trenja med gumami in podlago.
Toe-in spredaj nam daje v principu isti učinek stabilnosti. Zelo dobra nastavitev, ko želimo umiriti sprednji del avtomobila med pospeševanjem. Povzroči pa, da izgubimo nekoliko »ovinkanja« in vhod v ovinek bo precej manj agresiven.
Načeloma velja pravilo: manj kot ima pista oprijema, večje kote potrebujemo, ter več kot je oprijema na pisti, manjše kote uporabljamo. Razlog je v trenju med kolesi in podlago ter ustvarjenimi silami, ki delujejo na šasijo. Eden od učinkov je tudi prednapetje karkase gum, kar je povezano z odzivnim časom šasije. Zelo zanimiv je tudi pozitiven učinek na zračnost v konstrukciji, saj se celotno podvozje na nek način napne in to je dobro upoštevati pri nastavitvah!
Toe se meri v stopinjah in sicer se ponavadi uporablja spredaj -1,5º ÷ +1,5º ter zadaj 0º ÷ +3,5º. Za cestne avtomobile so primerni manjši koti, za terenske pa nekoliko večji.
tags: #nastavljanje #jajc #v #avto