Doelgroep:
Deze online training is voor iedereen die ingenieur wil worden en die verantwoordelijk is voor de dynamica van voertuigen. Dat kan een monteur zijn die zich tot ingenieur wil ontwikkelen, maar ook voor alle studenten aan een auto-universiteit is dit een mooie toevoeging.
Welke onderwerpen komen aan de orde tijdens de online training Racecar handling optimisation:
Hoofdstuk 1 Metingen: Beschrijft hoe alle afmetingen die een ingenieur moet kennen gemeten en berekend kunnen worden. Denk hierbij oa aan wielbelastingen, traagheidsmoment, camber, caster, spoor, KPI, bewegingsverhouding, luchtweerstand.
Hoofdstuk 2 definities: Vanuit voertuigdynamisch oogpunt kan een bocht in 5 fasen verdeeld worden, en elke fase heeft zijn eigen oorzaak voor onder/overstuur. Om dit op te lossen is het van vitaal belang te begrijpen in welke fase van de bocht de auto zijn gedrag vertoont. De verschijnselen onderstuur en overstuur worden in detail uitgelegd. Ook wordt beschreven hoe onder-/overstuur gemeten en berekend kan worden.
Hoofdstuk 3 Banden: Het niet-lineaire karakter van de wrijvingscoëfficiënt wordt uitgelegd, en hoe de anti-roll bar daar gebruik van maakt. Ook wordt uitgelegd hoe je banden kunt beheren wat betreft hun druk, vochtigheid en temperatuur, en de wisselwerking tussen deze dimensies. Er wordt een methode gegeven om de Tractiecirkel te meten en te berekenen.
Hoofdstuk 4 schokdempers: hoe dempers hun krachten met een grote amplitude bij een lage frequentie afgeven en evenzo krachten met een kleine amplitude bij een hoge frequentie. Verschillende soorten dempers worden besproken, plus de wiskunde van hydraulische demping. Aan de hand van voorbeelden wordt getoond hoe de juiste dempersnelheid bepaald wordt.
Hoofdstuk 5 geometrie van de ophanging: Geometrie is een vaak onderschat verschijnsel. Dit hoofdstuk beschrijft de wisselwerking tussen KPI en caster, en de invloed van de geometrie op de slijtage en de temperatuur van de banden. Het belang van de posities van het rollcentrum en het pitchcentrum wordt uitvoerig beschreven. Loadtransfer en jacking forces worden uitvoerig besproken. Bovendien wordt een methode gegeven voor de constructie van een bumpsteer vrije geometrie van het stuurmechanisme. Tenslotte wordt het Ackermann principe besproken.
Hoofdstuk 6 massa-veersysteem: Vele nuttige methoden voor het meten, berekenen en beoordelen van torsiestaven, schroefveren en bladveren worden gepresenteerd. Zowel lineaire als progressieve schroefveren worden berekend. Een dieper inzicht in de Motion Ratio wordt gegeven. Een methode voor de interpretatie van het verendiagram van je veren wordt gegeven. Weerstand tegen roll en pitch wordt berekend. Gewicht en evenwicht worden getoond. Tenslotte wordt de berekening van anti-roll bars gegeven.
Hoofdstuk 7 Differentiëlen: Het verschil in wielsnelheid tussen de binnenste en buitenste aangedreven wielen tijdens het nemen van bochten moet door het differentieel vergemakkelijkt worden. Dit hoofdstuk bespreekt vergrendelde versus open differentiëlen, en geeft berekeningen van de torsiebias. De relatie tussen een sperr differentieel en het gedrag van de banden wordt besproken. Diverse tips, berekeningen en voorbeelden worden gegeven. Tenslotte wordt het differentieeleffect voor elektrische naafmotoren beoordeeld.
Hoofdstuk 8 Aërodynamica: Na de bespreking van de elementaire theorie betreffende de aërodynamica worden de grenslaag, de luchtweerstand, de neerwaartse kracht, de luchtdichtheid en de Gurney flaps toegelicht. Met behulp van verklarende berekeningen wordt de invloed van vleugelinstellingen en undertrays duidelijk gemaakt. Ook de invloed van vortex generatoren en golfbalprofielen op vleugels wordt getoond. Verder wordt de optimale aero-balans gevonden, en wordt een beoordeling gegeven van het vinden van de drag- en downforce waarden uit (bestaande race) gegevens, wat verhelderende aero-maps en grafieken oplevert. Tenslotte wordt een voorbeeld van CFD simulatie op een formule auto getoond.
Hoofdstuk 9 Tests: hoe bereid je een test voor, hoe voer je de tests uit, en hoe interpreteer je de resultaten. Belangrijke elementen in het rijgedrag van raceauto’s worden besproken, zoals de test van dempers, banden en aerodynamica. Daarnaast wordt het dynamisch gedrag van een raceauto besproken door uit te weiden over lastoverdracht tijdens het overhellen, verdeling van de rolweerstand, gewichtsverdeling en het evenwicht van de statische massa.
Hoofdstuk 10 Simulaties: Laptimesimulaties kunnen heel nuttig zijn om in betrekkelijk korte tijd een goede afstelling te vinden. Door allerlei afstellingen te simuleren, leert de ingenieur veel over de auto, en is hij beter voorbereid op het uitproberen van de optionele afstellingen op het circuit. Dit hoofdstuk beschrijft het gebruik van twee simulatiepakketten: CarMaker en ChassisSim. De software geeft na elke run een rondetijd plus gegevens, maar het blijft de ingenieur die deze gegevens intelligent moet interpreteren en beslissen over de volgende verbetering.
Hoofdstuk 11 Five Magic Numbers: In dit hoofdstuk komt alles wat je in de vorige hoofdstukken geleerd hebt samen om de Five Magic Numbers te berekenen. Op basis van de gegevens van een denkbeeldige voorbeeldauto worden in 10 stappen de volgende Magic Numers berekend:
Percentage statisch gewicht op de vooras
Percentage rolweerstand op de vooras
Percentage load transfer op de vooras
Percentage aerodynamische belasting op de vooras.
De totale online training beslaat meer dan 14 uur training op bachelor niveau.
Over de auteurs:
Prof. dr. Ralph Pütz doceert verbrandingsmotoren en transmissietechniek aan de Hogeschool van Landshut. Als fervent motorsportliefhebber en actief Formule 3 coureur geeft hij ook regelmatig zijn ervaring door aan zijn studenten in de praktische cursus Motorsport Practice and Chassis Setup.
Ton Serné BSc is werktuigbouwkundig ingenieur die zich al meer dan 40 jaar bezighoudt met het onderwerp wegligging van raceauto’s. Hij is niet alleen mecanicien, race-ingenieur, teammanager en ontwerper geweest, maar ook coureur in formule racewagens en toerwagens. Hij wil zijn ervaring en kennis graag doorgeven aan jonge studenten.