7 post shaker

7 post shaker är en del av testutrustning som används för att utföra teknisk analys på racerbilar. Genom att applicera skakkrafter kan shakern efterlikna banklaster, lateral lastöverföring, longitudinell viktöverföring och åkhöjdskänslig nedåtkraft för att efterlikna specifika racerbanor.

Används

Shakern med 7 stolpar används för många fordon under olika körförhållanden. Tidigare versioner var 5 post shaker och 4 post shaker. Shakern med 4 stolpar används ofta av fordonstillverkare för att undersöka gnisslande och skrammel. Tillverkare använder normalt inte en rigg med 7 stolpar för vägbilar eftersom dessa fordon normalt inte utsätts för samma aerodynamiska effekter som en racerbil som kör i höga hastigheter. Denna teknik användes först i Formel 1 i slutet av 1990-talet och används nu även av andra serier som NASCAR och Indy Racing League . NASCAR-team med 7 stolpriggar inkluderar Hendrick Motorsports , Richard Childress Racing , Chip Ganassi Racing , Furniture Row Racing och Roush Fenway Racing . Bilen som körs av Jeff Gordon visas på en 7 stolparrigg i den här videon .

Fordonskonstruktörer använder resultaten av testerna på 7-post shakern för att justera fjäderhastigheter, stötventiler och styrförhållande för att bäst passa förhållandena på en specifik emulerad bana.

Drift

Shakern med 7 stolpar lägger krafter på ett fordon och registrerar krafterna som fordonet lägger tillbaka i systemet. 7-stolpen tillämpar lyftkrafter , nedåtkrafter , vägojämnheter och lastöverföring på grund av bromsning, acceleration och kurvtagning. Fordonsupphängningen och drivlinans komponenter reagerar på dessa krafter, chassi- och fjädringsfrekvenssvängningar (under 30 Hz) och vibrationer i däck, motor, transmission och drivaxel vid högre frekvenser. De krafter som appliceras beräknas från en modell av racerbanan, bilens och förarens vikt, däcktryck, motorvarvtal och drivlinans varvtal. De krafter som testingenjörerna vill ha placeras på bilen genom användning av fyra hydrauliska huvudmanöverdon som kan generera 25 kilonewton (5 600 lb f ) _kraft med en maximal hastighet på över 1 meter per sekund (3,3 ft/s) som agera på däcken. Även om ställdonen kan producera så höga frekvenser som 500 Hz, är detta inte nödvändigt eftersom elasticiteten hos gummit och luften i däcken kommer att absorbera de flesta insignaler över 50 Hz. De återstående tre stolparna kallas aeroloader ställdon och är ansvariga för fordonets fjädrande massa. De krafter som dessa tre ställdon representerar är tröghetsbelastningar som kommer från att gå in i en kurva eller aerodynamisk lastning och lossning i form av nedåtkraft eller lyft från en vinge. Dessa krafter är små på vägbilar där hastigheterna normalt inte är högre än 140 kilometer i timmen (90 mph), men är betydande på en racerbil där hastigheterna kan överstiga 300 kilometer i timmen (190 mph).

De mycket grundläggande parametrarna som behöver initieras är de vertikala ingångskrafterna till fordonet från vägytan. Förarna och ingenjörerna vill titta på hur bilen reagerar på specifika spår, eftersom bilen kommer att reagera annorlunda på den triovalen vid Talladega Superspeedway där hastigheterna kan närma sig 320 kilometer i timmen (200 mph) än Bristol Motor Speedway där hörnen är vältade . 24 till 30 grader. Dessa data är extremt svåra att samla in och montera eftersom vägytan är mycket oregelbunden. När en racerbana väl har laddats in i testdatorn kan fordonet laddas på 7-stolpen, i avsaknad av faktiska bandata kan svepsinusvågor användas. Ytterligare variabler elimineras genom att använda ballast för vikten av föraren och vikten av bränslet i tanken. Testlabbtemperaturen är mycket reglerad till standardtemperaturen 21 °C (70 °F). När enheten har startat givare i form av accelerometrar och töjningsmätare, omvandla fordonets mekaniska rörelse till en elektrisk signal. Denna signal skickas till en processor som omvandlar och förstärker signalen och skickar den vidare till datorn.

Också av särskilt intresse för ingenjören är kraften mellan däcket och vägen. Detta är av intresse för bildesignern eftersom det återspeglar greppet som däcket har på vägbanan. Detta är svårare att testa eftersom samplingsfrekvensen måste vara minst fem gånger så hög som den högsta frekvensen. I det här fallet är den inkommande frekvensen 100 Hz, så samplingsfrekvensen måste vara minst 500 Hz.

Vid vibrationsanalys, som i alla tekniska problem, måste utdata ses på ett metodiskt sätt. Vid testning på 7 post shakern är alla variabler relaterade till varandra och kan analyseras samtidigt som effekterna av den faktiska installationen kan kvantifieras. Dämpkraftskurvan kan extraheras från data för att förstå hur installationsstyvhet och andra variabler påverkar dämpningskraften. Vissa till synes oviktiga trender måste verifieras så att ingenjörerna kan vara säkra på att trenden inte kommer att fortsätta eller att trenden förväntas.

Analysvägen i det här fallet är:

• Ingång - Vägen eller racerbanan
• Ofjädrad massa - Vikten känns inte av fjädrarna
  • Däck - Fungerar som dämpare för ingående krafter
  • Hjul - Lägg till vikt
  • Bromsar - Lägg till vikt
  • Fjädrar - Reagerar direkt på ingående krafter
• Fjädermassa - Resten av fordonet, särskilt:
  • Stötar - Dämpa ingående krafter avsevärt
  • Ram/rullbur - Fördelar ingående krafter över hela fordonet
  • Förare - Direkt trött av vibrationer, karossrullning och rattåterkoppling

Se även

• 4-affisch
• Bilhantering
• Design för fordonsupphängning
• Nyquist kurs
• Rulla mitt
• Skrubbningsradie
• Stötdämpare
• Fjädring (fordon)
• Ofjädrad massa