• 車種別
  • パーツ
  • 整備手帳
  • ブログ
  • みんカラ+

トライズのブログ一覧

2015年02月11日 イイね!

スタビレート計算

スタビレート計算うー二日酔い。。。

どうも、トライズです。
お酒飲む時は、とりあえずビール最後までビールです。






スタビライザーの話が出たついでに、スタビのバネレートについて計算した日記をば。

計算とか苦手な人は、夜寝る前にでも読んでください。
驚くほど早く睡魔が襲ってきます(笑)







スタビライザーとは、左右輪の逆位相の動きに対して抵抗となるばねの一種です。

車体のロールを抑制する効果があり、大抵のスポーツカーには標準で装備されています。



車体のロールのみで考えた場合、スタビライザーの強化とスプリングの強化はほぼ同義です。


チューニングとしては、

バウンス(上下動)もロールも抑えたいのであれば、スプリングのばねレートを高く。
ロールを抑えたいのであれば、スタビを太く。
ロールはそのままで、バウンスを減らしたいのならば、スタビを細くして、スプリングレートを少し高く。

というプランが考えられます。




ま、そのへんのチューニングプランは車両や使い方によってそれぞれなので、あくまでも概念程度ということでー。




気になるのは、スタビライザーが、どのくらいのばねレートなのかということですよ。

たとえばどこかのおかしな人がスタビを取り外しちゃったりした場合、スプリングレートをどれくらいあげれば同じロール量に抑えられるのかってことですよ。




社外のスタビならレートが公開されているものもあるのですが、純正のレートは不明です。


ちょっと複雑ですが、計算で出せそうなのでやってみます。






S15シルビア スタビライザー

フロント






リア




こんなスタビ





太さ

スペックR
F 27.4mm
R 21.1mm

スペックS
F 26.7mm
R 19.3mm



だいたいの寸法を測ります。









スタビライザーを両レバーのトーションバーとみなし、レバー端でのばねレートを算出します。


トーションバーの式は、

Kp=G・Ip/L

kp=ねじりばね定数(kgf・mm/rad)
G=横弾性係数=8000(kgf/mm2)
Ip=断面二次極モーメント(mm4)
L=長さ

Ip=nd^4/32

n=円周率=3.14
d=直径(mm)



横弾性係数Gは、一般的なばね鋼の値で計算します。
断面二次極モーメントは物体のねじれにくさを表す数値で、断面を微小分解したものに中心からの距離をかけたもの。といった感じのアレです。ま、式だけ知ってりゃOKです。






スペックRのフロントスタビで試算すると、

直径
d=27.4mm

Ip=(3.14*27.4^4)/32
=55307(mm4)





トーションバーの長さは、腕が斜めに伸びている部分を無視して(影響が少ないため)、だいたい、
L=820mm

Kp=8000*55307/820
=539580(kgf・mm/rad) 単位長っがw





ねじりばね定数Kpは、トーションバーを1radねじるために必要なトルク。
1rad(ラジアン)=円周上で半径と同じ長さを取れる角度。


トーションバーに腕を連結し、腕先端を1mm移動させるのに必要な荷重に換算するには、




K=Kp/Lt^2

K=腕先端のばね定数
Lt=腕の長さ

で求められます。





スタビの曲がりとかを適当に考慮して、Fスタビの腕の長さLt=252mmとすると、

K=539580/252^2
=8.50(kgf/mm)






出ました!

ばねレート

スペックR
F 8.50(kgf/mm)
R 5.65(kgf/mm)

スペックS
F 7.65(kgf/mm)
R 3.96(kgf/mm)



大体こんなもんです。








でー、スタビはロアアームの真ん中ぐらいに繋がっているので、タイヤ端の入力に対してレバー比がかかります。

スタビのレバー比を、ロアアーム現物から測ってみると、






スタビレバー比
F 2.00
R 3.00

くらいです。




ということは、スタビレート(タイヤ端換算)は、スタビリンク点のレート/レバー比の2乗ですので、


スペックRで
F 2.13(kgf/mm)
R 0.63(kgf/mm)


と、なります。
ま、かなり弱いばねですよねー。






ちなみに、シルビアの場合、スプリングにも多少レバー比がかかっています。
S15純正ホイール(+40)
F 1.1
R 1.0

ちなみに、ツライチ上々の+28オフセットだと、
F 1.13
R 1.03
くらい





なので、スプリングのタイヤ端ばねレートは、それぞれ、
(純正ホイール)
F 1.21倍
R 1.00倍

になります。








以上を踏まえ、スタビライザーのスプリング換算レートは、

スペックR
F 3.10(kgf/mm)
R 0.63(kgf/mm)

スペックS
F 2.80(kgf/mm)
R 0.44(kgf/mm)



ということになります。

たとえば、スペックRの車両からスタビを取り外した場合、フロントならばねレートを3.10(kg/mm)上げれば、ロール量を変えずバウンスやピッチングを減らすことができると!





満足!!!+(0゚・∀・) +


おつかれっしたー!!!


※記事中の式、計算は合っているか若干不安です(^^;
なにか気づかれた方はご指摘をお願いします。
Posted at 2015/02/12 23:59:34 | コメント(4) | トラックバック(0) | 駆動ブレーキ足回り | 日記
2015年02月03日 イイね!

スタビライザー撤去!

スタビライザー撤去!どうも!トライズです!

風邪をひくと真っ先に頭がやられます。

ああどうりで・・・・とか言わない。

頭痛ってことです。



さて今日はサスセッティングの話を少し。





「サスペンションセッティング」



実に甘美な響きですなw

やっぱタイムアタックマシンを製作するチューナーとしては、サスセッティングをばちっと決めて最高のフィーリングのマシンを作り上げたいところです!




ただ、この分野は実に奥が深いもので、理論も手段も様々です。

あちらでは良しとされていることがこちらでは否定されたりと、どうにもこうにも落ち着きません。




個人的な意見としては、つまるところ速く走れるセッティングとは、いかに乗り手にとって乗りやすくするかってことではないかと思っています。
技術も感性も人それぞれなのでセッティング自体も千差万別なのは仕方が無いことなのかなーと。






ともあれ!

さあ!


ついにVEシルビアもまじめにサスセッティングですよ!



まず手始めにぃー!




スタビ撤去!!!





やってやった!

やってやったぜwwwスタビなんてただの飾りですwww


10kg近く軽量化だぜ!!

マッドメカニック万歳!





えーとさすがに飾りとは言いませんけどね。

どちらかというとトライズはスタビ好きなほうです。

運動性能を上げるためにばねレートを上げると乗り心地が悪くなってしまうけれど、スタビなら乗り心地を損なうことなくロールだけ減らせますからね!

素敵パーツです。





とはいえ今回は容赦なく
慈悲も無く
有無を言わさずスタビを外します。



どうせ、純正外して写真の社外に交換だろうって?



いいえ!撤去です!!!

しかも前後共です!!!




ま、いろいろ思うところあっての撤去なんですよ。



スタビの選定の仕方についてはいくつか考え方があると思うのですが、まず前後のばねレートをしっかり選び、スタビはばねの不足を補うように選択するというのもひとつの手だと思います。

だったら、いっそ最初はスタビの無い状態で前後ばねレートを煮詰めたほうが良いんじゃないか???とか、そんなことをこのマッドなメカオタクは思ったわけですよ。



そんな理由でのスタビ撤去。

おそらくスタビさんはちゃんと仕事をしていたはずで、完全撤去はタイムダウンに繋がるでしょうけれど、自主的につけたリストリクターみたいなもんですよ。


再びスタビを取り付けたときの劇的なタイムアタックに期待ですな。

お休みなさいスタビさん。


しばらくこのまま、ばねをとっかえひっかえしたり、車高やらアライメントやら減衰やらをひたすら弄ったりしながら遊びまーす。




それでわー
Posted at 2015/02/03 23:48:04 | コメント(2) | トラックバック(0) | 駆動ブレーキ足回り | 日記
2015年01月17日 イイね!

ピロテンションロッド

ピロテンションロッドどーもートライズです!

書いたかどうかイマイチ覚えてないのですが、多分まだ書いてないテンションロッドについて。

換えたのはしばらく前です。






ピロテン入れました!
シルルビアのサスペンションアームは、前後ともこれまでフルノーマルのままだったので、ピロテンションロッドは初の社外アームです!


メーカーはシルクロードにしました。
うちの社長曰く、値段と信頼性のバランスを考えるとシルクロードが良い。とのこと。






シルビアの純正テンションロッドは、ビスカス式とかいうインシュレーターが採用されており、やたらでかいブッシュが特徴的です。

ゴムブッシュの中にシリコンオイルが入っており、経年劣化により涙を流し出すというのは有名な話。

VEシルビアも例に漏れず、オイルがにじんでいました。






純正テンションロッドのこのタイプのブッシュは、振動&衝撃吸収能力がものすごく高く、かつロール応力ではよじれが少ないというハイテクノロジーが詰まっているのですがー。



問答無用でピロ化です!!www






理由ですか?だって純正高いんだもん。
あと、純正に比べ、ピロテンはいくらか軽いですからね。軽量化は魅力的です。
さらに、ピロテンだと長さ調整できますからね。フロントサスペンションのキャスター角を変えられるという利点もあります。




ただ、サスペンションのチューニング的には、テンションロッドブッシュのみピロにするというのはちょっといただけない気もします。

だって、ここだけ硬くしたら、横力や前後力(ブレーキング力)によってロアアームに車体中央方向側にずれる力が働き、タイロッドとの関係で、フロントタイヤ(横力の場合は外側のフロントタイヤ)がトーインに動いちゃうんですよね。

サスチューンの基本は、外乱に対してフロントはトーアウトのはずなので、ピロテンはデチューンという考え方も出来ます。




まぁでも、ブッシュの変更による動的アライメント変化やサスチューニングとかはものすごく奥が深いので、多少目をつぶることにしますw




むはー
Posted at 2015/01/17 01:17:24 | コメント(2) | トラックバック(0) | 駆動ブレーキ足回り | 日記
2014年12月17日 イイね!

マスターシリンダ交換について

マスターシリンダ交換についてみなさん!!メリー!!おっと・・げふんげふん。

今日は普通の平日水曜日ですよ。週末までまだ長いなーだるいわー。

注)この記事をアップしているのが24日




どうもトライズです。


マスターシリンダの交換なんて、知ってる人には特におもしろくもない内容でしょうし、さくっと終わらせますよーっと。


さて、前回。というか前々回の続き。

ブレーキキャリパをでかいのに換えたら、一緒にマスターシリンダも換えたほうが良いと聞くけども、結局あれはなんなの?何がどう変わるの?

について説明しまーす。





マスターシリンダというものはブレーキキャリパーにブレーキフルードを送り出す注射器みたいなモノです。

この注射器の大きさとキャリパーやローターのでかさ、車重等は、絶妙なバランスで計算されており、純正状態ではどんな大きさの違う車でも、どんな足の弱いドライバーが踏んでも、極力違和感の無いように設計されています。




前回の日記で、ブレーキペダルを踏む力を計算で割り出すと、S15シルビアなら、フルブレーキングで10kgくらいなんじゃないかと算出しました。

この力はたぶん実測よりも弱すぎる気がするんですが、追々もっと正確な値を計測することにして。とりあえず「フルブレーキングで10kg」と、しましょう。





さて、ここからお待ちかねのブレーキチューニングです。

車両はS15SpecRをノーマル状態で、総重量1300kg(ドライバー込み)





この車両のブレーキを前後ともECR33用に交換します!
フロント4pot φ296mm
リア2pot φ297mm
のやつです。


すると、ローター大径化のおかげで、今までよりブレーキの油圧が低くても十分に車を止めることができます。





具体的には、S15純正でフルブレーキングしたときのブレーキ油圧は、75kg/cm2くらいですが、これが、

67kg/cm2くらいになります!




さらに、マスターシリンダやマスターバックはS15のままと仮定して、ペダル踏力を試算すると、

10kg→8.9kg

となるわけですねー。踏力が下がってしまいます。



マスターシリンダーがそのままでも、機構的に無理がかかるとかでは無いのですが、ペダル踏力が変わってしまうというのは少し困りものです。

これまで、10kgぐらいの力でロックする寸前の良い感じでフルブレーキングしていたのに、ブレーキを交換したら今までより軽めに踏んだだけでフルロック!使い辛れー!!!!ってことになってしまいます。









さあ!こんな時に活躍するのがマスターシリンダの大径化です!!

大径マスターシリンダーの定番は、R33やR34GTR用でマスターシリンダの径が17/16インチ(26.9mm)のもの。
S15SpecRの16/16(25.4mm)より一回り大きいです。





計算です。

S15シルビア(軽量化後)にECR33ブレーキを付けて、フルブレーキング時の油圧を67kg/cm2とすると、



S15マスターシリンダの場合

マスターシリンダー断面積=
π*2.54^2/4=5.06cm2

マスターシリンダー推力=
油圧*シリンダ断面積=
67*5.06=339kgf

マスターバックのブースター倍率=9.5
ペダルレバー比=4.0
として、

ペダル踏力=
339/9.5/4.0=8.9kg



R34マスターシリンダの場合

マスターシリンダー断面積=
π*2.69^2/4=5.68cm2

マスターシリンダー推力=
油圧*シリンダ断面積=
67*5.68=381kgf

マスターバックのブースター倍率=9.5
ペダルレバー比=4.0
として、

ペダル踏力=
381/9.5/4.0=10kg





はい。これで、失われていたブレーキ踏力を元に戻すことが出来ました!

マスターシリンダを交換することによって生まれる「カッチリ感」とか、
まるでブレーキシステムの容量に余裕が生まれたかのような感覚とうのは、このへんからくるんだと思います。





マスターシリンダを、16/16から17/16にすると、約12%、踏力が回復(向上)します。
15/16から16/16だと約14%。
15/16から17/16で、28%程度変化します。

キャリパーは換えたんだけど、いまいちペダルがふにゃふにゃしてて気になるという方は、マスターシリンダの大径化を検討するのも良いと思います!




ただ、実際にマスターシリンダをとっかえひっかえして感触を試した結果としては、

正直、慣れてしまえば分からない!!!

とも思いますww

たしかにマスターシリンダのみを交換した直後はすごい激変して感じるんですけどねー。よっぽど純正状態とかけ離れていなければ、使ってりゃそのうち慣れますw







ちなみに、タイトル画像のタイプのマスターシリンダはPバルブ(後輪油圧制御装置)が内蔵されています。

同じシリンダー内径でも、車種orグレードによってPバルブ特性が違いますので、流用する場合は気をつけましょう。

S15シルビア他、ABS付きの車両のマスターシリンダがこのタイプです。



実はこのタイプのPバルブも分解できます(メーカー的には非分解)



同じメーカー(TOKICOかNABCOか)であれば、Pバルブのみ入れ替えることも可能かと。



ABS無し車用のマスターシリンダーも、基本的にPバルブもセットで交換することになると思います。
Pバルブの特性が合わないと、確かにタッチは多少良くなったけれど、フロントロックが酷すぎる。リア仕事して無い!となることもありえます。

大径マスターに交換して、たまたまPバルブも良い感じの特性のものが付いていればいいのですが、そうでなければ、Pバルブを移植するか調整式に取り替える必要がありますね。








さてさて。マスターシリンダの話はとりあえずここまで。


それではまた!
Posted at 2014/12/24 23:42:07 | コメント(0) | トラックバック(0) | 駆動ブレーキ足回り | 日記
2014年12月11日 イイね!

ブレーキ踏力の計算

ブレーキ踏力の計算夕方ごろになると靴の中がやたら冷たくなるのさえ何とかなればもう少し快適なウィンターライフが過ごせる気がするんですがなにかいい方法は無いものかね。

どうも!トライズです!






車のブレーキまわりをチューニングするにあたって、マスターシリンダの交換というのが選択肢に上がる場合もあるでしょう。

では実際、マスターシリンダーを交換すると何がどう変わるのか計算してみたいと思います。




が、その前に、ブレーキを操作する時というのはいったいどのくらいの力でペダルを踏んでいるかを計算したいと思います。





車両は、S15シルビア SpecR で。


車重1240kg
これに1名乗車で、1300kg

ブレーキスペックは純正のままで。

フロントブレーキ:
4pot
ローターφ280mm

リアブレーキ:
片押しシングル
ローターφ258mm

マスターシリンダー
シリンダー径:1インチ(25.4mm)
Pバルブ特性はSP40kgRR0.4




この車両で適当なハイグリップタイヤを履いてフルブレーキングします。




フルブレーキングで1G制動を行った時の制動力は車重と等しくなるので、4輪合計で1300kgfの力がタイヤ-路面間に発生していることになります。

この時のフロント側の油圧をあれやこれやで計算すると、たぶん75kg/cm2(約7.5Mpa)くらいになります。




フロント側の油圧は、そのままマスターシリンダーの油圧になるわけで、
1G制動時にこの車のマスターシリンダは、75kg/cm2の油圧を発生させていることになります。




油圧って言ってもあんまピンと来ませんね。


圧力でなじみの深いものといえば、タイヤの空気圧が約2.2kg/cm2くらいだったりとかー。

ターボの加給圧が1.5キロでかなりヤヴァイとかいうアレがつまりは1.5kg/cm2とかそんな感じです。


75kg/cm2って圧力はそうとう高圧ってことですね。







続けます。

マスターシリンダで発生させる圧力と、マスターシリンダピストンを押す力は、
シリンダー推力=圧力×シリンダー断面積という関係があります。

マスターシリンダー直径が25.4mm(2.54cm)とすると、
断面積は、π*2.54^2/4=5.06cm2


油圧×シリンダー断面積は、
75*5.06=約380kgf





マスターシリンダーピストンを380kgの力で押せば、とりあえず1G制動ができそうです。
ボクシングの心得がある人ならばキックでそのくらいの力は出せるかもしれません。


ただし、それはさすがに無理な話。



自動車にはさらにいくつかの機構が搭載されています。
ドライバーがペダルを踏む力は、ブレーキペダルと、マスターバック(ブレーキブースター)とを通して、マスターシリンダに伝わります。

この、ペダルとマスターバックによってドライバーの踏力は数倍に増幅されるので、軽い力でマスターシリンダを押せるわけですね。










もうちょっと続きます!



ブレーキペダルは、てこの原理によってドライバーの踏力を増幅しています。

ペダルの寸法を測ってみると、約4倍の増幅率になっています。



ここで、380kg/4=95kgになります。

このくらいなら全体重を掛けて踏めばなんとか・・・・(笑)







さて、最後の砦。
マスターバック


マスターバックというものは、ブレーキ踏力を増幅するものなんだろーなーってのはなんとなく分かると思うのですが、その構造は結構複雑です。

さらに、面倒なことに日産のマスターバックは特性を公表していません。

マスターバックで踏力が何倍になるのか(ブースター倍率という)は分からないんですよね。






分からないんですがー、ここで終わってしまうとなんとも味気ない。。というか面白くないので、トライズさんがいろいろとデンパを受信してブースター倍率を特定するとー。


S15スペックRのブースター倍率は、

おそらく9.5倍!

くらいではないかと。






95/9.5=10kg


えー、長いことかかりましたが、S15シルビアで、フルブレーキングした時のペダル踏力は、約10kgくらいではないかと思います。



だと思うんですが、軽すぎる気がします、、、
軽すぎる気もしますが、こんなもんのような気もします、、、



S15はABSが付いているので、ABSユニットを通過させるためにもっと強い力が必要なのかもしれません・・・


あと、S15のマスターバックはブレーキアシスト機能とかが付いているのでさらによく分かりません、、







うーん。マスターシリンダー交換の効果を説明するために、ペダル踏力を算出してみたもののずいぶんと釈然としない結果が出てしまいました。

ペダル踏力計で実測して見ればはっきりするんですが、そんなもの持って無いしなぁ。






ま、いーや。

とりあえず、S15標準仕様でフルブレーキング時の踏力は10kgってことで。

次回、ようやくブレーキシステムを交換した場合の計算やります!
Posted at 2014/12/17 18:50:33 | コメント(5) | トラックバック(0) | 駆動ブレーキ足回り | 日記

プロフィール

「コンロッドの件 http://cvw.jp/b/1963409/47817414/
何シテル?   07/02 18:34
機械と数式と工作をこよなく愛するマッドメカニック。 「できないんじゃない、作るんだ!」をモットーに、自動車改造の限界に挑戦中。 NeoVVL...
みんカラ新規会員登録

ユーザー内検索

<< 2025/7 >>

  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  

リンク・クリップ

レブスピードさんにツッこまれた記念 
カテゴリ:リンク
2015/01/09 22:01:33
 
タカスサーキット 
カテゴリ:リンク
2013/09/23 19:00:30
 

愛車一覧

日産 シルビア S15VE (日産 シルビア)
妙な縁でS15シルビアに乗ることに。この車でSR20の可能性をひたすら研究する(予定) ...

過去のブログ

2024年
01月02月03月04月05月06月
07月08月09月10月11月12月
2016年
01月02月03月04月05月06月
07月08月09月10月11月12月
2015年
01月02月03月04月05月06月
07月08月09月10月11月12月
2014年
01月02月03月04月05月06月
07月08月09月10月11月12月
2013年
01月02月03月04月05月06月
07月08月09月10月11月12月
ヘルプ利用規約サイトマップ
© LY Corporation