Готов к сезону? Продвинутая работа с телеметрией - анализ скоростей работы подвески

МОТОГОНКИ.РУ, 16 марта 2020 - Начать стоит, пожалуй, с данных, которые система сбора и анализа телеметрии позволяет снять с шасси любого современного мотоцикла.

Зачем вообще изучать скорости подвески и требования к ней?

Прежде, чем приступать к анализу, неплохо вспомнить, в чем смысл подвески на мотоцикле, и чего мы хотим от нее добиться на треке.

Шеф команды BoxesMoto Ноэль Тарин за работой: последние штрихи в подготовке к выходу на трек

Кроме очевидной функции, «чтобы позвоночник в трусы не ссыпался», задача инженера-подвесочника сводится к тому, чтобы обеспечить такой режим работы шасси, который позволит обеспечить максимальное сцепление колеса с треком в любой момент времени.

Если упрощенно смотреть на то, чем занята подвеска, легко увидеть, что ее роль – поглотить удар от наезда колеса на неровность и быстро распрямиться, чтобы колесо снова зацепилось за асфальт после контакта с неровностью. Поэтому основные настройки подвески связаны с регулировкой сжатия и отбоя.

Сила, с которой сопротивляется подвеска, и настройка положения подвески в повороте останутся за пределами этой статьи. Давайте рассмотрим именно регулировку скорости подвески.

Как определить скорость подвески

«Скорость подвески» – расчетный показатель, который снимается с датчиков положения амортизатора. Из физики мы знаем, что скорость – это производная от положения переменной. Чтобы ее подсчитать, в программе расчета телеметрии задается новый канал, который берет производную с датчика подвески (само значение датчика подвески не так важно, как важно понимание его изменения). Так как скорость подвески меняется очень быстро – важно, чтобы частота снятия значений датчика была достаточно высокой (200 или даже 500 Гц).

Линейный датчик хода подвески на вилке OHLINS супербайка Ducati

Если ваша программа телеметрии не считает скорость подвески автоматически, это можно сделать в любой электронной таблице (хоть в Excel). Формула для расчета скорости в моменте в таком случае будет: V=(s1-s2)/(1/N), где s1 и s2 – два соседних положения подвески, а N – частота обновления датчика. Например, при изменении двух соседних показателей на 0.5 мм будет давать результат 100 мм/сек. В зависимости от того, разжимается или сжимается амортизатор, итоговый результат будет отрицательным (на растяжении) или положительным (на сжатии). Из практики хорошо известно, что для спортивных мотоциклов обычный диапазон скорости колеблется в диапазоне от 0 до 900 мм в секунду.

Задний амортизатор OHLINS с установленным линейным потенциометром (датчиком)

Условно, скорость демпфирования можно разделить на низкоскоростное (0-100 мм/сек) и высокоскоростное демпфирование (>100 мм/сек). Разделение это неточное и может меняться в зависимости от производителя подвески или конкретного инженера. Глобальный смысл за таким разделением в том, чтобы различать настройку подвески для отработки проезда мотоцикла по «волнам» – большим протяженным неровностям трека и по мелким трещинам, заплаткам, переломам полотна трека. Некоторые типы подвесок (например, вилки bitubo) позволяют отдельно регулировать высокоскоростное и низкоскоростное демпфирование. В любом другом случае подвеска имеет один регулятор гидравлики сжатия или отбоя, поэтому анализы конкретного диапазона скорости достаточно редки.

Гистограммы

Типичным анализом, который позволяет судить о правильности настройки скорости отбоя и сжатия является построение гистограммы (как раз, на базе той даты, которую собрал датчик с амортизатора).

Телеметрист выбирает участок трека (или весь быстрый круг пилота) и все достигнутые скорости подвески распределяет на статистической гистограмме (чем выше столбец, тем чаще подвеска работала в выбранном диапазоне скоростей).

Идеальная гистограмма скоростей работы подвески

У инженера перед глазами есть фактическая и «идеальная» гистограмма, которая представляет из себя две симметричных кривых относительно точки отсчета, построенных в достаточно большом промежутке времени. Фактическая гистограмма строится так: направо откладываются положительные скорости работы подвески (т.е. сжатие), налево – отрицательные (отбой).

Инженер ищет значения высокоскоростного и низкоскоростного сжатия и отбоя, стараясь привести их к «идеальным», путем регулировки соответствующих значений на конкретном амортизаторе. Пилот отправляется на следующую серию, привозит новые данные, которые инженер смотрит, анализирует и корректирует… и так далее – это может занимать очень много времени.

Реальная гистограмма после анализа данных с дата-логгера

В теории, идеальными могут быть значения отбоя и сжатия, соответственно, низкоскоростного и высокоскоростного, в пропорциональных диапазонах (20-25% high и 25-30% low). В идеале, работа на сжатие и отбой должна совпадать при прохождении одних и тех же неровностей, ведь шасси мотоцикла проходит практически по идентичной траектории.

Что это дает пилоту?

Инженер, кроме того, что дает практические рекомендации по настройке подвески, рано или поздно придет к оптимальной настройке шасси мотоцикла под конкретного пилота (с известным ростом, весом и характерными особенностями стиля пилотирования). Пилот, получив сбалансированное шасси, кроме физического преимущества (гладкости прохождения неровностей и виражей), получит психологическое: теперь он знает, что мотоцикл работает безупречно, и для ускорения ему нужны только персональные усилия.

О том, как добиться личностного роста на гоночном треке, читайте другую статью из серии Лекарство от мототоксикоза на МОТОГОНКИ.РУ – основы гоночной психологии.

Можно ли дать практические советы по самостоятельной работе с подвеской?

Конечно, идеальным решением является наличие в команде или в доступе инженера, способного верно интерпретировать полученные данные телеметрии – и сделать верные выводы, человека опытного.

Шеф команды BoxesMoto Ноэль Тарин и телеметрист Александр Шеин работают с пилотом

В остальном, эта работа будет выглядеть примерно так:

Если полученная кривая сильно отличается от классической гистограммы нормального распределения, необходимо произвести диагностику амортизаторов на нормальность работы: возможно, перья стоят с перекосом и амортизатор банально «зажимает» (перекашивает), что приостанавливает его в определенных местах. Второй гипотезой для исследования может быть явление резонанса. Т.е. на определенных частотах вибрация подвески совпадает с вибрацией другого компонента геометрии мотоцикла (допустим, маятник недостаточно жесткий и также передает часть усилий на подвеску), но для этого есть отдельные анализы, позволяющие выявить это неприятное явление;

Анализ данных телеметрии с участием представителя Michelin Motorsport в команде Boxes Motos (Circuito de Jerez, ESBK)

Также, подобные анализы стоит проводить каждый раз при изменении задачи. Вполне вероятно, что регулировка подвески будет зависеть от пилота, погодных условий, стратегии проведения гонки и/или квалификации.

AIM MXS дата-логгер на мотоцикле Honda

Используемые инструменты

Наиболее распространенные и доступные на рынке, они же и основные конкуренты в национальных чемпионатах – «AIM» и «2D»: оба производителя блоков сбора телеметрии имеют программные продукты, которые сами считают скорости подвески и строят необходимые диаграммы. Но вы можете использовать стандартный Excel и придти к тем же выводам, даже если используете самый базовый набор телеметрии.

Все зависит от наличия времени и желания. Наличие опытного инженера, способного в любой момент дать грамотный совет – это стоит своих денег, поскольку значительно сокращает временные рамки прогресса пилота. Чем быстрее пилот достигает цели, тем меньше трекового времени ему нужно, меньше бензина, меньше риска падений и так далее. Так что и здесь правило «время – деньги» работает!

Продолжение следует...

О том, как подготовить мотоцикл заранее и настроить его под конкретного пилота, какие инструменты для этого используют, в следующем материале на МОТОГОНКИ.РУ!