Využití jednotlivých nástrojů v procesu optimalizace jízdních vlastností vozidla
Nedá se jednoznačně určit, jakým způsobem a v jakém rozsahu budou jednotlivé prostředky využity, jelikož to závisí na situaci a možnostech týmu. Někdy je možné měnit konstrukci náprav, jindy jsou možnosti úpravy vozidla do značné míry omezeny technickými předpisy.
V každém případě jsou výpočtové modely nasazovány postupně. Prvně je vytvořen multibody softwarem SAMS kinematický model zavěšení kol, kterým se získají všechny důležité kinematické charakteristiky nápravy. Model zahrnuje nejen geometrii nápravy, ale i detailní popis všech seřizovacích prvků konkrétní nápravy (včetně směru a velikosti posunu kloubů na rameni). Programem Suspension Kinematic Optimization Software je možné tyto charakteristiky dále vylepšit nebo je možné software využít k přesnému nastavení seřizovacích prvků nápravy. Následně jsou modely náprav využity pro sestavení modelu celého vozidla, nejprve pro výpočty statické rovnováhy, ale zejména pak pro výpočty ustáleného stavu, resp. kvazi ustáleného stavu. Velká pozornost je věnována právě ustáleným a kvazi ustáleným stavům, jelikož během přechodového stavu se snaží vozidlo dosáhnout ustáleného stavu. Proto je důležité, aby tento stav z hlediska jízdních vlastností byl co nejkvalitnější. Výpočty přechodových stavů pak slouží k doladění přechodového děje a zejména k analýze stavů získaných na základě měření na jedoucím vozidle.
Program SAMS umožňuje např. stanovit, jakou má polohu karosérie vůči vozovce, jaké je rozložení sil na jednotlivá kola atd. Program umožňuje řešit nejen přímé úlohy, ale i nepřímé (rovněž i kombinované zahrnující jak přímou, tak nepřímou úlohu) Díky tomu je možné například výpočtem určit síly na pružinách, stabilizátorech, atd., které zajistí požadovanou polohu karosérie při průjezdu zatáčkou, třeba i v kombinaci s brzděním. Velká pozornost je rovněž věnována vizualizaci výsledků výpočtů. Jednotlivé výstupy jsou zobrazeny tak, aby bylo možné získat co nejpřehlednější představu o stavu jednotlivých subsystémů během analyzovaného děje.
Sběr dat na jedoucím vozidle je velmi významným prostředkem pro analýzu a optimalizaci jízdních vlastností vozidla. Náš software pro analýzu dat umožní algoritmizovat procesy a je budován jako nástavba nad základními hardwarovými a softwarovými prostředky závodního vozu (komerční datalogger a software, kterými je vůz vybaven). Zahrnuje vyhledávací algoritmy, které umožní zrychlit jinak velmi časově náročný proces rozboru dat , a je doplněn názornou vizualizací. Vzhledem k tomu, jak důležitým zdrojem informací je sběr dat na jedoucím vozidle, je měřící systém doplňován i o speciální nadstandardní snímače.
Kombinace obou prostředků (matematické modely + sběr a analýza dat) umožní racionální nastavení vozu. Samozřejmě, že je možné odhadnout nové nastavení vozu pouze na základě rozboru měřených dat i bez použití výpočtů. Je však velké riziko, že změnou jednoho parametru na vozidle se změní více faktorů ovlivňujících jízdní dynamiku vozidla. Výše vytvořený software je doplněn objekty, které umožní přesně definovat požadavky na nové nastavení vozu, jaké faktory se mají změnit a jakým způsobem a jaké faktory musí zůstat stejné. Tento způsob nastavení vozu velmi zrychlí a zpřesní testovací proces a velmi se osvědčil.
Matematické modely potřebují řadu vstupních parametrů, které jsou obtížně měřitelné a navíc je velmi často výrobci závodních vozů odmítají poskytnout. Pro jejich měření je nutné mít speciální přístroje nebo zařízení. Ty zajišťujeme vlastními prostředky nebo prostřednictvím spolupracujících pracovišť. Příkladem může být 3D scanner, pomocí něhož je možné získat 3D polohu kinematických bodů náprav, změřit torzní tuhost karosérie, tvar povrchů, atd. Dále pak válcová zkušebna, která umožňuje měřit statické i dynamické charakteristiky motoru, vlastnosti brzd, vlastnosti nápravových a mezinápravových diferenciálů, simulovat jízdní odpory vozidla (road load), atd. Zařízení je vhodné i pro měření vozidel s pohonem 4 kol, do rychlosti až 200 km/h a výkonu 200 kW. Zkušebnu je možné přeprogramovat na libovolný algoritmus měření.
Výše uvedená zařízení nejsou vhodná pouze k změření důležitých charakteristik vozidla, ale velmi často slouží k ověření správné funkce subsystému vozidla jejíchž vlastnosti se měří. Je až k podivu, jak často se tyto subsystémy chovají jinak, než by měly podle teorie. Nejméně u 95% těchto anomálií se prokázal problém (nesprávná funkce) v samotném subsystému vozidla. Podobně je tomu i v případě 3D scanneru. Příkladem může být rozdíl naměřených dat (polohy kinematických bodů) s daty uvedenými v manuálu. (Otázkou může být, zda se jedná o chybné informace v manuálu nebo o (značné) výrobní nepřesnosti?)
Dalším zařízením, ke kterému máme přístup prostřednictvím spolupracujících pracovišt je aerodynamický tunel, nebo testovací polygon s rovným úsekem dlouhým 3km. S výhodou využíváme i místní závodní okruh.
|
