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自分で創る自分の車 No.49

調整 タイヤ編タイヤの科学は信じられないほど複雑ですが、ドライバーが理解する上でかなり重要となる部分があります。 今回は、荷重感度、スリップアングルと誘導抗力、スリップレシオについて記述します。■ロードセンシティビリティー(負荷感度)古典的な静摩擦・滑り摩擦理論では、発生する力は荷重に正比例します。しかし、タイヤはこの法則に従わず、発生する摩擦の量は直線的ではありません。 例えば、レーシングカーが28kgf/cm2の荷重をかけてタイヤをコースに押し付け、そのタイヤが28kgf/cm2の最大力を発揮した場合、そのタイヤは1.0Gの力を発揮すると言われています。 しかし、同じタイヤに800ポンドの荷重をかけて押し付けても、古典的な摩擦理論が示すように56kgf/cm2の力は出ません。 56kgf/cm2の力を出すには70kgf/cm2の荷重が必要になるかもしれません。 つまり、より重い車では、同じタイヤでも0.8Gの力しか生み出せないのです。 これは、タイヤのグリップが荷重に敏感であるためです。 あるタイヤは、他のタイヤよりも敏感であったり、そうでなかったりしますが、すべてのタイヤは、負荷の増加に伴ってグリップが低下します。レーシングカーが可能な限り軽量であることが原則となっているのは、この荷重感度のためです。 加速が速くなるだけでなく、コーナリングも速くなります。  また、サスペンションの調整がバランスに影響を与えるのも荷重感応のためです。 フロントタイヤに28kgf/cm2の荷重を均等にかけた状態でコーナリングしている車を想像してみてください。 この車は1.0Gでコーナリングす
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自分で創る自分の車 No.48

設定の調整 つづき■トートーの設定は、ほとんどが過渡的なハンドリングのカテゴリーに属するもので、ほとんどがドライバーの好みに左右されます。しかし、やりすぎると過剰な抵抗を引き起こす可能性があります。また、グリップに関連する要素もありますが、ほとんどの状況では無視できる程度のものです。 しかし、トーの設定は、最も誤解され、誤って使用されているセットアップ・パラメーターのひとつです。 一般的に誤解があるように思うので、ここではトーをもう少し深く取り上げるべきだと考えています。 これらの誤解は主にフロントトーに関するものなので、まずそれを見てみましょう。♦フロントトートーを調整する主な目的は、最初のステアリング入力に対する車両の反応を変えることです。 ここでは、トーを調整したときにタイヤに何が起こっているのかを具体的に確認していきましょう。 トーの調整で最も影響を受けるのは、センター付近でのステアリング操作に対するクルマの反応の速さです。 フロント/トーインであると、ドライバーがハンドルを切ったときに、旋回力の大部分を供給している負荷の高い外側のタイヤが、すでにコーナーリングに力を発生させているので、車の反応が早くなり、より早く曲がることができます。一般的に知られていることとは異なり、最初のステアリング量が一定の場合、トーインは実際に車を遅くするのではなく、早く曲がらせる効果があります。 しかし、操舵力の増加が早くなると、ステアリングホイールにかかるセルフアラインメント力が大きくなり、ドライバーはより安定した感覚を得られるようになります。これが、一般的に市販車がトーインで設定される主
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自分で創る自分の車 No.47

■設定の調整 つづき●車高がCG(重心)に与える影響とボトムアウトの関係ほとんどの車にとっての第一の車高は、過度に底上げしたり、サスペンションの追随性に問題が生じたりすることなく、可能な限りCGを下げることです。CGを下げることで、荷重移動を減らし、グリップ力を高めることができます。 他の条件が同じであれば、重心を下げることができれば、車はより速くなります。 しかし、ある高さになると、コース上でのボトムアウトやサスペンションの問題が発生してきます。バンプストップにぶつかったり、タイヤが車体を擦ったりといった問題が出てくるかもしれません。車の個体差にもよりますが、スプリングを外して手動でサスペンションを可動域いっぱいに動かしてみて、干渉がないかどうかを確認するのもひとつの方法です。また、接触が疑われる部分に非乾燥性のインクなどを使って、インクが移るかどうかを確認することもできます。インクを使う方法は、バンプストップに当たっていないか、あるいはサスペンションが干渉していないかを確認するのに特に有効です。 突然のオーバーステアは、バンプストップに当たっていることが原因であることが多いのですが、それが原因かどうかは、このような直接的なテストをしないとわからないことが多いのです。 ローダウン後にバンプストップを削ることが有効な場合もあります。しかしバンプストップは、スプリングのコイル結合によるサスペンションの損傷を防ぐためのものなので、あまり削らないようにしましょう。車高を変更することによる副作用として、ロールセンターを変更することになり、全体のロール剛性とバランスに影響を与えます。車の
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自分で創る自分の車 No.45

セットアップガイド■設定の調整ここでは、調整項目を1つずつ確認していきます。一般的に何に注目すればいいのかを理解してもらうために、ラップタイムに最も大きな差をもたらし、ほとんどのクルマにとって最も重要な調整から始めます。 ただし、必ずしもこの順番で調整を行う必要はありません。他の調整が直接的な変化をもたらしたり、より重要な設定に必要な最適な設定を変更したりする可能性があるため、最も重要な調整を最後に行うことが多いのです。これらの調整については、それぞれのセクションで説明します。●コンタクトパッチの最適化 - キャンバー/空気圧空気圧とキャンバーは、基本的に妥協のない設定であり、常に最大のグリップを得るために設定すべきものであるため、リストの一番上に置いています。キャンバーは、ほぼすべてのマシンで調整可能であり、タイヤのコンタクトパッチをコントロールするための主要な手段です。レースにおける全てのことは、最終的にはタイヤのコンタクトパッチがコースとどのように相互作用するかにかかっています。基本的にこの2つの設定は、サイドウォールとタイヤの中央部の間のコンタクトパッチ全体の負荷をバランスさせるためのものです。 ●タイヤの摩耗に基づくキャンバー/空気圧の最適化から始める車の基本的な設定ができたら、タイヤの摩耗パターンに注意を払い始めることをお勧めします。目標は、均等に摩耗すること、または内側のタイヤの摩耗にわずかに偏ることです。 これはファイロメーターを使って温度を測るよりも簡単なだけでなく、タイヤがどのように使用されているかをより正確に知ることができます。レースでは、タイヤの温度はあ
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自分で創る自分の車 No.44

セットアップガイド■ツールとテストベッド結果をどれだけ客観的に評価できるかは、手元にあるツールやテストエリアにも影響されます。基本的なGPS測定システムを利用できることは大きな利点であり、データ分析に利用できるスマートフォンベースのオプションもあります。また、どのようなテストエリアを用意するかを決める必要もあります。 理想的なのは、スキッドパッドを利用できることです。これにより、ベースラインとなるタイヤの空気圧やキャンバー、車のバランスなどを正確に把握することができます。 レーシングシムでは簡単に利用できますが、ほとんどの方はスキッドパッドを利用できず、サーキットでセットアップを行う必要があると考えています。そのため、ここでは主にスキッドパッドを利用した初期の最適化について説明します。■セットアップ方法の変更スキルを向上させ、クルマを開発していく中で、セットアップの方法を変えていきたいと思うのは当然のことでしょう。最初のうちは、この学習プロセスをサポートするクルマのセットアップで、より多くの時間をかけて運転し、限界を見つけたいと思うでしょう。スキルが向上すれば、最終的にはより客観的なアプローチに移行したいと思うでしょう。●1. ベースラインの設定から始める皮肉なことに、このセットアップガイドで最初にアドバイスすることは、セットアップを全く変えないことです。自分の車のベースラインとなるセットアップは、他のドライバーから教えてもらうことができますし、シミュレーションゲームにはたいていプリセットされています。これは、運転を始め、車を学び、スキルを向上させるための素晴らしい出発点となり
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自分で創る自分の車 No.43

セットアップガイドほぼすべての車のセットアップを最適化するための手順を紹介します。 そして、繰り返しの情報で埋もれないように、レースやセットアップの用語について基本的な知識をお持ちであることを前提としています。ここでは、主に自動車でのサーキット走行を対象としていますが、カートやダートでも使用できます。 また、車両のダイナミクスやセットアップを学ぶことは、非常に複雑なテーマであることを理解しておいてください。車のセットアップについて学ぶための適切な考え方を得るための単なる出発点であり、「なぜ」を真に理解するために必要な多くの背景情報は省略しています。 ■調整項目の順番車を効果的にセットアップする前に、まず全てのセットアップ内容の相対的な重要性と、それらがどのように相互作用するかを理解することが重要です。 ラップタイムを稼ぐためには、他の調整よりもはるかに重要なものがあります。そのため、グリップと全体的なパフォーマンスを向上させるためには、まずその調整に集中することが重要です。また、ドライバーの好みに応じて調整できるものもありますが、これはクルマのコントロールが向上するにつれて変化していくものです。最後に、いくつかのカテゴリーに分類される調整や、スキルの向上に応じてカテゴリーを変更する調整もあります。個々の調整項目では、それぞれのセットアップ調整がこれらのカテゴリーにどのように適合し、どのように交差するかを説明します。 ●1. グリップ - 最優先事項他の条件が同じであれば、最もグリップの高い車が最速となり、一般的にはこれがセットアップの最優先事項となります。ほぼ全てのセットアップ
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自分で創る自分の車 No.42

セットアップの基本 2■ギア比は変えたほうがいいの?ギア比を変えることで、車の最高速度や加速性を変えることができます。個々のギアを変更することもできますが、一般的にはファイナルギヤを変更します。 車がより早く加速し、より早くラインを外れ、より早く移動するためには、低いギアが必要です。トップエンドの速度を高くしたい場合は、高いギアが必要になります。ギア比を変え、ギアのレンジが長くなると、そのレンジを移動するのに時間がかかるというトレードオフがあります。ファイナルギヤでは、高いギアを採用すると、ギア間の移動速度が遅く感じられますが、最終的には高い速度が得られます。逆に、ギアの回転が速い車は、トップスピードが低く制限されてしまいます。数字で言えば、4.4が標準的なファイナルギヤとした場合、5.1がクイックレシオ、3.5がハイスピードといったところでしょうか。レースでは、コースの特長に合わせて個々のギアを設定するのが最適で、トップギアで長いストレートの終わりに限界へ達するギリギリのところにあり、ギアボックス全体を使うことができるのが理想的です。時には、サーキットの他の場所で有効にギヤ比の効果を得るために、妥協してごく短い時間だけリミッターをかけることもあるでしょう。そこで100分の数秒を失っても、別の場所で100分の数秒を得ることができれば、有利になるかもしれません。また、最小限しかリミッターにかからない場合もあります。■車高はどのくらいに設定すればよいのでしょうか?車高の変化はクルマの挙動に大きな影響を与えます。最適な車高にするためには、いくつか気をつけたいことがあります。見た目が良
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自分で創る自分の車 No.41

セットアップの基本 1 ■サーキット走行向けセットアップのヒントサーキット走行会の内容や車両の性能、ハンドリング、信頼性を最適化するためには、さまざまな調整が必要になりますが、どこから手をつけてよいかわからないことがあります。車両のセットアップは、天候、ドライバーの好み、サーキットの特性など、さまざまな理由で変化します。まずは、以下のヒントを参考にしてみてください。●オーバーステアとは?オーバーステアとは、ドライバーのステアリング操作によってフロントが曲がっても、リアは元の軌道に沿って走行しようとすることです。車の後部はトラクションを失い、ブレーキが効かなくなり、極端な場合にはスピンを起こします。●アンダーステアとは?アンダーステアとは、車のフロントが、車輪が指し示す位置ではなく、元々車が進んでいた軌道に近づくように押し出されることです。フロントが押し出されるというような表現もあります。ステアリングの入力量を増やす必要があります。●スタビライザーとは?車が曲がるとき、コーナリングフォースによって車はコーナーの内側から外側に向かってロール(傾く)していきます。タイヤの接地面積とキャンバーを最も効果的に保つためには、ロールの量をコントロールする必要があります。スタビライザーの役割は、コーナリング中の車のアンダーステアとオーバーステアのバランスを調整することであり、フロントとリアの外側のタイヤに伝わる荷重を変化させることで行う。スタビライザーを硬くすると、その車軸の外側のタイヤにかかる荷重が大きくなります。前後のバーを同じ量だけ硬くすると、荷重は変わらないが、シャシー全体のロールが減
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