Free Press

James Walker, Jr. of scR motorsports

Muualla tällä sivustolla olemme keskustelleet (tuskallisen yksityiskohtaisesti, kuten jotkut sanoisivat) jarrujen balanssin eli jarrutasapainon merkityksestä ja siitä, miten sen optimoiminen johtaa parempaan jarrutehoon. Yksi kriittinen tekijä biasin määrittämisessä – mekaaninen jarrujen paineensäätöventtiili – on kuitenkin jätetty keskustelun ulkopuolelle. Loppujen lopuksi jarrujen tasapainosta voi puhua vain tietyn määrän yhdellä istumalla.

Tästä huolimatta olemme palanneet kertomaan siitä, miten jarrupaine jaetaan ajoneuvon etu- ja takaosaan. Vielä tärkeämpää on, että toivomme sinun vievän mukanasi ymmärryksen siitä, että proportionointiventtiilin vaihtaminen, muokkaaminen tai pelkkä näpyttely voi tehdä enemmän haittaa kuin hyötyä. Vaikka kyse ei olekaan aivan mustasta magiasta, on paljon mahdollisuuksia saada järjestelmä sekaisin tietämättään.

Siten tarjoamme tämän nopean katsauksen näihin laitteisiin ja niiden mekaanisiin sisaruksiin. Pieni määrä tietoa voi tuottaa yllättäviä hyötyjä, joista pienin ei ole ikävien yllätysten välttäminen.

Takajarrupaineen säätö

Takajarrupaineen käsittelyyn on yleensä kolme tapaa: jätä se rauhaan, tee siitä verrannollinen etujarrupaineeseen tai ohjaa sitä tavalla, joka yhdistää nämä kaksi strategiaa.

Strategia 1: Jätä se rauhaan

Jos mitään laitetta ei käytettäisi takajarrupaineen muuttamiseen, niin kuvan A mukaisesti etujarrupaine ja takajarrupaine olisivat aina samat. Tämä on luonnollisesti helpoin tapa hoitaa asia, mutta jotta takajarrutus voitaisiin estää kaikissa olosuhteissa, itse takajarrun täytyisi olla ehdottoman pieni.

Kuten voitte kuvitella, tämä ei ole realistinen ratkaisu, eikä sitä esiinny todellisessa maailmassa.

Strategia 2: Todellinen proportionointi

Todellinen proportionointi, kuten kuvassa B on esitetty, johtaisi siihen, että takajarrujen paineet olisivat lineaarisesti verrannollisia etujarrujen paineisiin kaikissa olosuhteissa. Niin ironiselta kuin se saattaakin tuntua, ”proportionointiventtiilit” eivät tarjoa tällaista säätöä, koska ne eivät ole nimensä mukaisesti puhtaasti suhteellisia laitteita.

Tämmöinen paineen säätö on toki mahdollista toteuttaa, mutta se edellyttää yleensä tandem-pääsylintereitä ja säädettävää reaktiolenkkiä, joka on samanlainen kuin melkein jokaisessa tarkoitusta varten rakennetussa kilpa-ajoneuvossa nykyään.

Tällaisilla varusteilla varustetuissa ajoneuvoissa suhteutussuhde saavutetaan yhdistelmällä pääsylinterin männän halkaisijan valintaa ja mekaanisen reaktionivelen säätöä, joka yhdistää kaksi pääsylinteriä. Jarrupolkimen geometria, joka tunnetaan myös nimellä bias bar, määrittää jarrupoljinyksiköstä tulevan voiman jakautumisen edestä taaksepäin. Merkittävä etu tässä kokoonpanossa on se, että vinotanko voidaan suunnitella siten, että kuljettaja voi säätää etu- ja takajarrusuhteen suhteutusta vauhdissa.

Alhaalla esitetyssä esimerkissä vinotangon 0,010 tuuman säätö johtaa etummaisen pääjarrusylinterin voiman kasvuun 125 lb:stä 133 lb:hen. Samaan aikaan takapääsylinterin syöttövoima laskee 125 lb:stä 117 lb:hen.

Kuljettajan reaaliaikainen hallinta biasin suhteen tekee säätöjen tekemisen muuttuviin rataolosuhteisiin tai polttoainekuormitukseen käytännössä vaivattomaksi. Tämän rakenteen monimutkaisuus tekee siitä erittäin epäkäytännöllisen katukäyttöön, mutta radalla sitä ei yksinkertaisesti voi päihittää säätöjen helppouden suhteen.

Yhdistelmästrategiat – väärin nimetty suhteutusventtiili

Tavanomaisten suhteutusventtiilien pitäisi oikeastaan olla nimeltään ”jarruvoiman säätöventtiilit” tai ”jarrupaineen säätöventtiilit”. Vaikka niiden nimi saattaa viitata todelliseen proportionaaliseen säätöön, todellisuudessa ne tarjoavat yhdistelmän kuvissa A ja B esitetyistä säätötavoista.

Tietyihin paineisiin asti nämä venttiilit sallivat yhtäläisen paineen sekä etu- että takajarruille (à la kuva A). Kun ennalta asetettu painepiste on kuitenkin saavutettu (esimerkissä 600 psi), takajarrupaine kasvaa edelleen, mutta hitaammin (tai kaltevammin) kuin etujarrupaine. Kuvassa C tämä näkyy melko selvästi.

Kuvissa näkyy, että on mahdollista suunnitella sekä B-tyypin järjestelmä että C-tyypin järjestelmä, jotka antavat lopulta saman jarrutasapainon suurimman hidastuvuuden kohdalla. (Huomaa, että kuviot B ja C tuottavat molemmat 950 psi:n takajarrujohdon paineen, kun etujarrujohdon paine on 2000 psi.)

Voidaan kuitenkin myös nähdä, että C-tyypin järjestelmät – ne, joissa käytetään annosteluventtiileitä – voivat tuoda meidät lähemmäksi optimaalista tasapainoa pienemmillä hidastuvuustasoilla. Tämä hyöty on suhteellisen merkityksetön kilpa-ajosovelluksessa, koska ajoneuvo toimii aina maksimaalisilla hidastuvuuksilla, mutta siitä on suurta etua kadulla.

Monella sanalla sanottuna proportionointiventtiili antaa meille mahdollisuuden ajaa kaupungilla optimoidussa jarrutasapainossa (hyvä etujarrupalojen käyttöiän kannalta), mutta se pitää myös kaiken kurissa silloin, kun tarvitsemme maksimaalista jarrutusta (hyvä vakauden kannalta).

Kompaktin kokonsa ja suhteellisen alhaisen hintansa ansiosta näitä laitteita löytyy lähes kaikista ajoneuvoista, joissa tarvitaan takajarrupaineen alentamista optimaalisen jarrujännityksen saavuttamiseksi. Tyypilliset henkilöautot ja sarjavalmisteiset kilpa-autot kuuluvat näppärästi tähän kategoriaan.

Korkeuden tunnistavat proportionointiventtiilit

Joidenkin ajoneuvojen proportionointiventtiilit menevät vielä askeleen pidemmälle, sillä kuvaajan polvipiste voi vaihdella taka-akselilla olevan painon määrän mukaan. Käytännössä taka-akselin painon kasvaessa akselin ja korin välinen kytkentä puristuu. Tämä linkki vaikuttaa säätöventtiilin sisällä olevaan nokkiin, joka lisää säätöventtiilin jousen esijännitystä. Lopputuloksena on, että taka-akselin painon kasvaessa sallitaan enemmän takajarrutusta (bias), mikä auttaa hyödyntämään takarenkaiden lisääntynyttä pitoa. Kuva D havainnollistaa tätä suhdetta varsin selvästi.

Voi siis säätää proportionointiventtiiliä?

Uskokaa tai älkää, mutta lähes kaikissa tapauksissa alkuperäiset alkuperäiset venttiilit on sovitettu hyvin alkuperäiseen jarrujärjestelmään, eikä niitä pidä peukaloida, koska niiden sisällä ei ole osia, joita kunnianhimoiset omistajat voivat muokata. Valitettavasti jotkut ovat ulkoisesti säädettävissä, joten kiusaus puuhasteluun on aivan edessä!

Yksi pohdittava seikka on se, että koska kyseessä on mekaaninen laite, on proportionointiventtiilit suunniteltava parhaana kompromissina käytettäväksi kaikissa olosuhteissa. Korkean nopeuden, alhaisen nopeuden, täyteen lastatun ja tyhjän ajoneuvon tilanteet on kaikki arvioitava ja otettava huomioon annosteluventtiilin suunnittelussa.

Tietysti jos olet muuttanut ajoneuvoasi tavalla, joka vaikuttaa etu- ja takapyörän väliseen balanssiin, saatat olla vasemmalla kentällä! Virkistyksenä bias-artikkelistamme tuomme jälleen esiin luettelot muutoksista, jotka voivat vaikuttaa etu-takaviistoon.

Tekijät, jotka lisäävät etuvinoumaa:

Enemmän painoa taka-akselilla (ts. kuormitettu)

Vähemmän painoa etuakselilla

Vähemmän tahmeat renkaat (alhaisempi hidastuvuusraja)

Tekijät, jotka lisäävät takapainoa:

• Taka-roottorin halkaisijan suurentaminen
• Takajarrupalojen kitkakertoimen suurentaminen
• Takajarrusatulan männän halkaisijan (halkaisijoiden) suurentaminen
• Eteläroottorin halkaisijan pienentäminen
• Jarrupalojen kitkakertoimen pienentäminen
• Jarrusatulan männän halkaisijan (halkaisijoiden) pienentäminen
• Korkeampi painopiste (i.ts. korotettu ajoneuvo)
• Vähemmän painoa taka-akselilla (ts. kuormittamattomana)
• Enemmän painoa etuakselilla
• Myös tahmeammat renkaat (korkeampi hidastuvuusraja)

Proportionointimodifikaatiot

Voisimme aloittaa tämän osion sanomalla yksiselitteisesti, että proportionointiventtiiliä ei pidä muuttaa. Mutta mitä hauskaa siinä olisi? Vakavasti puhuen, muutosten tekeminen proportionointiventtiiliin jarrujen vinouteen vaikuttamiseksi tulisi jättää niille, joilla on asianmukaiset työkalut ja mittalaitteet, mutta jos olet virittänyt ajoneuvosi tunnistamattomaksi, tämä voi olla ainoa ratkaisusi oikean vinoutuksen palauttamiseksi jarrujärjestelmääsi.

Aloitamme tässä kolmella perussäännöllä proportionointiventtiilin asennuksesta ja valinnasta.

1. Jos sinulla on syvään juurtunut tarve asentaa oma säädettävä proportionointiventtiili, ota huomioon, että niitä EI SAA KOSKAAN asentaa, jos tehdasyksikkö on vielä paikallaan. Mittasuhdeventtiilit sarjassa toistensa kanssa voivat tehdä ikäviä, arvaamattomia asioita!

2. Jos sinulla on syvään juurtunut tarve asentaa oma säädettävä mittasuhdeventtiili, huomioi, että niitä EI SAA KOSKAAN asentaa riviin etujarrujen kanssa. Vaikutus olisi se, että autosi muuttuisi takapainotteiseksi ennen kuin voisit sanoa ”terminaalinen yliohjautuvuus”. Etujarrujohtojen paineet on aina jätettävä rauhaan – vain takajarrujen paineet on otettava huomioon proportionoinnissa.

3. Kaikissa tapauksissa jarrujärjestelmän perustasapainon on oltava aluksi lähes optimaalinen. Tämä on ainoa tapa, jolla proportionointiventtiiliä voidaan hyödyntää tehokkaasti. Koskaan ei pidä olettaa, että pelkkä proportionointiventtiilin lisääminen ratkaisee kaikki takavetoiset olosuhteet, sillä parhaatkin proportionointiventtiilit on sovitettava hyvin kohdeajoneuvoon.

Proportionointiventtiilin valinta

Oikein säädettävän proportionointiventtiilin valitseminen ajoneuvollesi edellyttää paitsi oikean pisteen valitsemista, jossa kaltevuuden rajoittaminen alkaa (polvipiste), myös oikean nopeuden valitsemista, jolla jarruputken takapuolen paine nousee tuon pisteen jälkeen (kaltevuus). Lähes kaikissa nykyisin markkinoilla olevissa säädettävissä proportionointiventtiileissä on säädettävä polvipiste (piste, jossa takajarrulinjan painetta aletaan säätää), mutta kiinteä kaltevuus (nopeus, jolla se kasvaa polvipisteen jälkeen). Vaikka toinen parametreista on säädettävissä, molemmat ovat kriittisiä järjestelmän suorituskyvyn kannalta. Huomaa, että kuvassa E molemmilla käyrillä on sama polvipiste, mutta kaltevuudet vaihtelevat suuresti.

Miten siis valitaan oikea polvipiste ja kaltevuus? Ilman suuren autonvalmistajan testaus- ja mittausresursseja on lähes mahdotonta sanoa. Voisit tietysti kokeilemalla löytää ratkaisun, jonka uskot olevan sopiva, mutta testaamatta kaikissa kuormitus-, nopeus- ja tieolosuhteissa saattaisi olla yksi toimintatila, joka vain odottaisi purra sinua.

Lyhyesti sanottuna, jos huomaat ajattelevasi: ”Mitenköhän valitsisin oikean proportionointiventtiilin autooni?”, sinun ei luultavasti kannattaisi vaihtaa venttiiliä itse.

Elektroninen suhteuttaminen:

Pienenä sivuhuomautuksena tässä käsiteltyyn mekaaniseen proportionointiventtiiliin on liikkeellä liike, joka pyrkii korvaamaan proportionointiventtiilin toiminnon ABS-toiminnon suorittavalla laitteistolla. Vaikka tämä ei ole vielä normi, useimmissa huippuluokan suorituskykyisissä autoissa tämä ominaisuus on jo vakiovarusteena, ja voidaan kohtuullisen varmasti ennustaa, että suuntaus jatkuu.

Neljältä ABS:n pyörän nopeusanturilta kerättyjen tietojen perusteella dynaaminen takapyörän suhteutus (DRP) tai elektroninen jarruvoiman jako (EBD) laskee neljän renkaan etu- ja takapyörän välisen luiston suhteen. Tämän jälkeen ABS-laitteisto voi esiasetettujen raja-arvojen ja parametrien perusteella puuttua asiaan ja muuttaa automaattisesti takapyörien jarrupaineita.

Koska DRP ja EBD perustuvat todelliseen pyörän luistoon eivätkä jarruputken paineeseen, tämäntyyppinen takapyörän voiman suhteuttaminen on joustavampaa ja mukautuvampaa ajoneuvoon mahdollisesti tehtäviin muutoksiin. Se on myös edullisempi, koska alkuperäinen laitevalmistaja voi nyt poistaa mekaanisen proportionointiventtiilin ajoneuvosta ja korvata sen toiminnon muulla laitteistolla, joka on jo ajoneuvossa.

Olempi laitevalmistaja ei luonnollisestikaan halua, että omistajat näpelöivät etu- ja takajarrusuhteiden suhteutusta, ja tämän vuoksi harrastaja ei voi ohjelmoida DRP:tä tai EBD:tä uudelleen omien toiveidensa mukaisesti. Tietenkin, jos ajoneuvon alkuperäinen etu-taka-suuntaus on alun perin kunnossa, uudelleenohjelmointiin ei ole kuitenkaan tarvetta.

Suunnittele viisaasti

Yhteenvetona voidaan todeta, että proportionointiventtiilissä on muutakin kuin mitä silmämääräisesti näyttää. Kannattaa pyrkiä suunnittelemaan ja valitsemaan jarrumuutokset huolellisesti, jotta pystyt säilyttämään ja hyödyntämään varastossa olevan proportionointiventtiilin edut. Toisin sanoen, kiinnitä huomiota (äläkä poikkea liian kauas) tehtaan vinoventtiilistä alunperin, niin olet etulyöntiasemassa.

Jos muista syistä joudut romuttamaan varastoventtiilin ja korvaamaan sen jälkimarkkinayksiköllä, ole tietoinen siitä, että valinta ja säätö eivät ole aloittelemattomille. Vaikka on olemassa useampi kuin yksi tapa saavuttaa optimaalinen tasapaino maksimaalisen hidastuvuuden kohdalla, ilman oikeanlaista tietotaitoa saatat tehdä kompromisseja osittaisissa jarrutusolosuhteissa, joita ei ollut tehdaslaitteistolla.

Myös muista, että pelkkä proportionointiventtiilin lisääminen tai vaihtaminen ei välttämättä riitä korjaamaan korinomaisia bias-skenaarioita. Asianmukaisella suunnittelulla ja etukäteissuunnittelulla pitäisi varmistaa, että ajoneuvon perusvinouma on alusta alkaen sopiva, jolloin proportionointiventtiiliä voidaan käyttää asianmukaisesti hienosäätölaitteena.