Auton säädöt, osa 8. – Roll-center ja Camber-gain

Kirjoitteluni autojen säätöjen maailmasta on päässyt jo kahdeksanteen osaan. Ehkäpä juuri siihen eniten puhuttavimpaan eli roll-centeriin, suomeksi kallistuskeskiö. Toinen samaan aiheeseen liippaava säätö on camber-gain, jonka säätäminen aiheuttaa, myös roll-center:n siirtymisen. Nämä kaksi on kuitenkin eri asioita ja vaikuttavat autoon eri tavalla.

Kallistuskeskiön suhteen monen harrastajan harteilla lepää suuri kysymysmerkki, mikä ihme se on ja mitä sille pitää tehdä milloinkin. Miten se vaikuttaa jne. Tässä kirjoituksessani pyrin hieman avaamaan tätä asiaa, mutta lähestyn lopuksi asiaa kokonaan eri näkökulmasta.

Roll center / Kallistuskeskiö

Ihan ensimmäiseksi sanoisin, että roll-center ei ole mikään staattinen piste tai mittasuure tai mikään muukaan vastaava. Roll-center on staattisessa tilassa vain silloin kun autokin on staattisessa tilassa, ts. ihan paikallaan. Roll-center on siis dynaamisesti liikkuva geometrinen piste, jonka ”ympäri” auto kallistelee. Tämä piste on eri auton etu ja takapäässä, ja niitä voidaan säätää toisistaan riippumatta. Vaikutus auton käytökseen on kuitenkin näiden summa. Näiden pisteiden väliin voidaan piirtää kuvitteellinen suora jota kutsutaan kallistusakseliksi (roll axis). Tämä on tärkeä fakta joka kannattaa muistaa. No, mikä se hiivatin kallistuskeskiö sitten on?

Havainnekuva kallistukeskiön ja kallistusakselin sijainnista staattisessa tilassa, huomaa myös painopiste.

Monissa oppaissa aloitetaan hienoilla teoriaosilla, jossa kerrotaan miten määrittää kallistuskeskiö. Tässä esimerkiksi yksi ja tässä toinen. Tässä kohtaa monella menee yli hilseen. RC-autoilussa varsinaisella kallistuskeskiön sijaintitiedolla ei sinänsä tee yhtään mitään, tärkeämpää on tietää tarvitseeko sitä siirtää. Pointti on painopisteen ja kallistuskeskiön etäisyydestä toisiinsa. Mitä pienempi tämä etäisyys on sitä vähemmän auto kallistelee kun kulkusuuntaa muutetaan, esim. kurveissa.

 

Kuvassa punaiset kallellaan olevat viivat kuvaavat kallistuskeskiön ja painopisteen etäisyyttä. Painopiste viivan yläpäässä ja kallistuskeskiö alapäässä. Molempia on kallistettu yhtä paljon (70 astetta). Kuten huomaat on lyhyemmän viivan painopiste siirtynyt lyhyemmän matkan (keltaisella). Mitä vähemmän painoa siirtyy sitä ketterämpi auto on, vastaavasti pitoa on vähemmän kun renkaalla ei ole niin paljon ”painetta”. Jos painopiste ja kallistuskeskiö on identtinen, ei auto kallistele käytännössä ollenkaan.

Noniin nyt tuli sopivasti teoriaa, eikä pää vielä haljennut. Koko homman juju on pelaamista auton kallistelun tai kallistelemattomuuden kanssa. Auton kallisteluun vaikuttavat säädöt, eniten vaikuttavasta vähiten vaikuttavaan. Kohdat 1. ja 2. voivat olla myös toisinpäin.

  1. Iskunvaimentimien jouset
  2. Iskunvaimentimien öljyt/männät (yleisesti vaimennus)
  3. Kallistuksenvakaajat
  4. Kallistuskeskiö

Painopiste vaikuttaa myös kallisteluun, mutta siihen ei yleensä vaikuteta säätämällä, ainakaan kovinkaan aktiivisesti.

Kuten huomaan kallistuskeskiön vaikutus on melko pieni verrattuna muihin säätöihin. Toisaalta, jos jousitus on kovin löysä ts. pitoa paljon ja kallistuskeskiö on korkealla (ylhäällä) on auto todella epävakaa ja vikurantti ajaa. Tällöin saattaa auton käytös korjaantua säätämällä kallistukeskiötä reilusti alemmaksi. Päinvastaisessa tilanteessa auto on hyvinkin vakaa, jopa niin vakaa, että se ei tahdo oikein kääntyä kaarteeseen.

Miten kallistuskeskiötä sitten säädetään?

Pääsääntöisesti kallistuskeskiötä säädetään siirtämällä ylälinkin/tukivarren sisempää kiinnityspistettä. Kallistuskeskiö toki muuttuu myös silloin, kun siirretään linkin ulompaa päätä, tai alatukivarren kiinnityspisteitä. Maanvaran muuttaminen/muuttuminen siirtää myös kallistuskeskiön sijaintia. Alla on karkea kaaviokuva kiinnityspisteen siirron vaikutuksesta. Pääsääntöisesti sisäpään säädön voimakkuus on suurempi kuin ulkopään. Huomaa, että maanvaraa säädettäessä myös painopiste ja kallistuskeskiö siirtyvät. Maanvaraa nostettaessa kallistuskeskiö nousee, mutta yleensä etäisyys painopisteeseen kasvaa ts. suhteellisesti laskee kallistuskeskiötä. Tämä johtaa tällöin pidon paranemiseen, mutta riskiin auton kaatumiseen pidosta.

 

 

Camber-gain

Camber-gain on termi jolla tarkoitetaan renkaan camber kulman muutosta jousituksen sisäänpainuessa. Yleensä camber kallistuu lisää sisäänpäin eli negatiiviseen suuntaan. Etupäässä camber-kulman muutokseen vaikuttaa myös caster. Mitä suurempi camber gain on, sitä suurempi on kulman muutos sisäänjoustossa. Yleisesti ottaen jos auto kallistelee paljon, pitää camber-gain olla suurempi, jotta renkaan kulma ajorataa vasten pysyy mahdollisimman optimaalisena.

Camber-gain on silloin suurempi kun alatukivarren ja ylälinkin sisäkiinnityspisteet ovat lähempänä toisiaan. ts. jos alatukivarren sisempi kiinnityspiste on ylhäällä ja vastaavasti ylälinkin sisäkiinnityspiste on alhaalla. Vaikutus on sama myös silloin, jos ylälinkki on alatukivartta lyhyempi (kuten yleensä on). Luonnollisesti camber-gainin lisääminen nostaa kallistuskeskiötä, koska sitä säädetään samasta paikasta.

Kokonaisuuden hallinta

Kuten huomaat auton toimintadynamiikka on hirmuinen määrä osiensa summia. Camber-gain ja roll-center ovat todella tiukasti toisissaan naimisissa, mutta ovat kuitenkin asioita joita pitää miettiä erikseen. Loppupeleissä homma lähtee kuitenkin iskunvaimentimista. Jos on paljon pitoa, auto pyrkii kallistelemaan paljon enemmän ja voi tehdä autosta epävakaan ajettavan. Paras säätö tällöin on jäykistää jousitusta. Vastaavasti jos tuntuu, että ei ole pitoa, paras tapa on löysentää jousitusta (öljyt + jousi). Roll-center (ja camber-gain) tulee säädettäväksi tämän jälkeen, kun jousitus on saatu ns. pallokentälle.

Roll-center säädöllä voidaan ”pallokentällä” olevan auton kaarrekäytöstä hienosäätää paremmin kuljettajalle sopivaksi. Esimerkiksi takalinkin sisäpään siirto on tehokas tapa säätää auton kaarrekäytöstä, vaikutus on huomattavasti helpompi havaita hyväpitoisilla radoilla.

Yleisesti ohjenuora roll-center säätöön on yksinkertainen.

  • Jos auto on rauhaton, hieman vaikea hallita -> laske roll-centeriä -> ts. lyhennä ylälinkkiä tai laske sen sisäpäätä alemmaksi. kts. kaaviokuva ylempää. RC:n lasku tuo rauhallisuutta, vähentää pitoa.
  • Jos auto on hidas, liian helppo, sitä joutuu vähän ”odottelemaan” -> nosta roll-centeriä -> ts. pidennä ylälinkkiä tai nosta sen sisäpäätä. kts. kaaviokuva ylempää. RC:n nosto lisää agressiivisuutta, lisää pitoa.

RC:n säätäminen on sinänsä helppo juttu, mutta siihen tutustuminen lienee fiksuinta aloittaa takaylälinkin kanssa. Tämän jälkeen etulinkki, ja sitten vasta siirrytään tukivarsiin.

Tekstiä korjattu, RC:n säädöt olivat menneet tekstissä ristiin paikkapakoin ts. epälooginen yhtälö.

Esimerkki

  • Auto A, pehmeä jousitus, RC-todella alhaalla
  • Auto B, kova jousitus, RC-todella korkealla

Periaatteessa Auto A ja B voisivat olla samankaltaisia ajettavia ja yhtä nopeita. Kuitenkin auto A on parempi röykkyisellä radalla, mutta siinä on vähemmän vetopitoa (koska pito katoaa auton pehmeään jousitukseen). Auto B vastaavasti ”irtoaa” tiestä röykkyisellä radalla, mutta vetopitoa on enemmän tasaisille osuuksille. Auto A on rauhallisempi ajaa, mutta suurissa suunnan muutoksissa jousitus saattaa mennä ”yli” ts. pito irrota yllättäen. Auto B on agressiivisempi ajaa, reagoi ohjausliikkeisiin rivakasti. Suurissa suunnanmuutoksissa auto saattaa jäädä ohjautumaan, ts. ei palaudu syvistä jousituksen liikkeistä riittävän nopeasti takaisin normaalitilaan.

EDIT: Tätä artikkelia olen päivittänyt useaan otteeseen, toivottavasti tästä saa nyt tolkkua 😉

Comments are closed.