Know How: Ανάρτηση PART II

Υπάρχουν…

…δύο βασικοί λόγοι που ένα αυτοκίνητο χρειάζεται ανάρτηση: 1. διότι οι δρόμοι δεν είναι επίπεδα μαγικά χαλιά, αλλά έχουν ανωμαλίες και 2. διότι η μάζα έχει αδράνεια και άρα το βάρος μετακινείται, τόσο στις επιταχύνσεις-επιβραδύνσεις όσο και στις στροφές. Αυτοί είναι οι δύο πανταχού παρόντες λόγοι, ενώ -κατά περίπτωση- έχουμε και επιπλέον εξωτερικούς παράγοντες που επιδρούν, με κυριότερο αυτών την αυξομείωση του κάθετου φορτίου στον κάθε άξονα ξεχωριστά, είτε λόγω φορτώματος με καναπέδες είτε επειδή η φτερούγα του GT2 RS μας πηγαίνει με 350. Σήμερα θα ασχοληθούμε με το (2), τη μάζα και τη δύναμη που επιδρά σε αυτήν, δηλαδή το βάρος, τόσο ως προς τη στατική θέση του (κατανομή/κέντρο βάρους) όσο και στη δυναμική συμπεριφορά του (μεταφορά βάρους). Και επειδή αυτό το τελευταίο θέμα είναι τόσο πολύπλοκο, αλλά και συνάμα πολύ ενδιαφέρον, απαιτείται να το σπάσουμε και αυτό σε «2α» και σε «2β»: σήμερα θα μιλήσουμε για τη μεταφορά στην ευθεία, δηλαδή τον διαμήκη άξονα του οχήματος, ενώ τον Οκτώβρη θα πιάσουμε τη μεταφορά στις στροφές, δηλαδή στον εγκάρσιο άξονα. Λάτρεις της εμπροσθοβαρούς κατανομής και λάτρεις της οπισθοβαρούς κατανομής (το πιάσαμε το υπονοούμενο έτσι...;), ενωθείτε…

Η κατανομή και το κέντρο βάρους

Κατανομή βάρους είναι το «μοίρασμα» του συνολικού βάρους του οχήματος στις τέσσερις γωνίες/τροχούς, όπου, ομαδοποιώντας τα ανά ζεύγη, μιλάμε πιο απλά για την κατανομή μεταξύ εμπρός και πίσω άξονα και την κατανομή μεταξύ αριστερής και δεξιάς πλευράς. Αν δεν μιλάμε κυριολεκτικά για …διαστημόπλοια, όπου η βαρύτητα μεταβάλλεται ανάλογα με το πόσο μακριά είμαστε από τον πλανήτη, η κατανομή του βάρους είναι το ίδιο πράγμα με την κατανομή μάζας: η όποια μάζα σε κιλά, πολλαπλασιαζόμενη με την ονομαστική επιτάχυνση της βαρύτητας, δηλαδή 9,8m/s^2, μας δίνει τη δύναμη του βάρους της σε Newton και αντιστρόφως αντίστοιχα διαιρώντας το βάρος με το 9,81 για να πάρουμε τη μάζα. Ομοίως πάει και με τους όρους «κέντρο βάρους» και «κέντρο μάζας» που θα δούμε παρακάτω: για αυτοκίνητα που δεν μπαίνουν σε …τροχιά, είναι στην πράξη το ίδιο ακριβώς πράγμα.

Έχετε ακούσει διάφορα για την κατανομή βάρους, αφού αυτή επηρεάζει άμεσα το κράτημα, την πρόσφυση, την επιτάχυνση και δομικά την καταπόνηση πολλών εξαρτημάτων. Στα Dragster θέλουμε κατανομή πίσω, στο στρίψιμο 50-50, ο Τάκης μπαίνει με τα όσα στη φουρκέτα, γιατί έχει κάνει corner weighting κτλ. κτλ. Έχουμε ξαναμιλήσει επιγραμματικά για την κατανομή βάρους και τη μεταβολή αυτής δυναμικά άλλες δύο φορές στο παρελθόν: μιλώντας (καναδυό χρόνια…) για τα φρένα και μιλώντας για τους τροχούς (άλλα καναδυό χρόνια). Μας χρειαζόντουσαν και τότε τα βασικά μιλώντας είτε για πρόσφυση κατά την επιτάχυνση είτε για πρόσφυση κατά το φρενάρισμα, όμως τώρα, πιάνοντας το θέμα ανάρτηση από την αρχή, η συζήτηση για την κατανομή και τη μεταφορά πάει σε άλλο επίπεδο: θα τα δούμε τα δύο αυτά πρώτα, πολύ πιο αναλυτικά, αφού, όταν αργότερα θα πιάσουμε τις διάφορες βαρβάτες κουβέντες για τη λειτουργία της ανάρτησης, χωρίς την κατανόηση όλου του περί βάρους υπόβαθρου δεν πάμε και πολύ μακριά. Πώς λοιπόν προκύπτει η όποια κατανομή..;

Ένα αυτοκίνητο αποτελείται κυριολεκτικά από χιλιάδες εξαρτήματα: κάποια από αυτά, όπως το μπλοκ της μηχανής, είναι θεόβαρα, άλλα, όπως π.χ. ένα πριτσίνι, είναι ελαφριά. Η βαρύτητα επιδρά ξεχωριστά στο καθένα με τη σχέση που προείπαμε, όμως υπάρχει ένα μοναδικό σημείο στον τρισδιάστατο χώρο που όλα τα βάρη από όλα τα εξαρτήματα ισορροπούν μεταξύ τους. Αν μπορούσαμε να κρεμάσουμε ένα αυτοκίνητο από αυτό ακριβώς το σημείο, τότε αυτό θα ισορροπούσε στο χώρο ακίνητο. Το κέντρο βάρους, με άλλα λόγια, είναι το σημείο στο οποίο η βαρυτική έλξη της γης μπορεί να θεωρηθεί ότι επιδρά στο αυτοκίνητο συνολικά και αθροιστικά σαν να ήταν ένα ενιαίο μασίφ αντικείμενο. Στα αυτοκίνητα, λόγω σχετικά «εύκολου» σχήματος, το κέντρο βάρους βρίσκεται κάπου εσωτερικά της καμπίνας, σε κάποιο σημείο στον αέρα πιθανότατα, όμως υπάρχουν και αντικείμενα που το κέντρο βάρους μπορεί να είναι εκτός του αντικειμένου εντελώς: το κέντρο βάρους ενός λουκουμά «παραλίας» (με την τρύπα στη μέση) είναι στο κέντρο ακριβώς της τρύπας, εκεί που δεν υπάρχει τίποτα άλλο παρά αέρας εξωτερικά του αντικειμένου!

Μεταφορά βάρους

Δεν είναι μόνο η στατική δύναμη της βαρύτητας ωστόσο που επιδρά πάνω στο σημείο του κέντρου βάρους. Όταν το αυτοκίνητο, για παράδειγμα, επιταχύνει, όλες οι επιμέρους μάζες από όλα τα επιμέρους μέρη του αυτοκινήτου ισορροπούν στο κέντρο βάρους, έτσι ώστε τελικά και η ολική δύναμη της αδράνειας του οχήματος ενεργεί πάνω στο σημείο του κέντρου βάρους. Ενώ όμως τώρα, όπως είπαμε, το κέντρο βάρους του αυτοκινήτου είναι ψηλότερα από το ύψος του δρόμου, κάπου εντός του αμαξώματος, η δύναμη πρόσφυσης μεταξύ του πέλματος των ελαστικών και του δρόμου είναι φυσικά ακριβώς στο ύψος του δρόμου. Με άλλα λόγια, υπάρχει μία απόσταση μεταξύ το κέντρου βάρους και της δύναμης που κινεί το αυτοκίνητο. Και τι σημαίνει «δύναμη σε απόσταση από σημείο»..; Σημαίνει δημιουργία μοχλού, άρα δύναμη μοχλισμού, δηλαδή «ροπή»! Τι είδους ροπή; Όταν επιταχύνουμε, η δύναμη από τα πέλματα είναι προς τα εμπρός, άρα η ροπή αυτή έχει φορά που τείνει να «σηκώσει τη μούρη» και να «κατεβάσει τον κώλο», δηλαδή να κάνει “wheelie” το αυτοκίνητο. Όταν επιβραδύνουμε, η δύναμη από τα πέλματα είναι προς τα πίσω, άρα η ροπή έχει φορά που τείνει να κατεβάσει τη μούρη και να ανεβάσει τον κώλο, δηλαδή τείνει να θέλει το αυτοκίνητο να «ντελαπάρει» προς τα εμπρός. Η ροπή αυτή και η τάση να περιστραφεί το αυτοκίνητο τελικά ισορροπείται, καθώς στο φρενάρισμα όσο το αυτοκίνητο κάθεται/γέρνει προς τα εμπρός, η δύναμη από τα εμπρός ελαστικά μεγαλώνει, ενώ από τα πίσω μικραίνει (αφού η πρόσφυση/τριβή είναι ανάλογη της κάθετης δύναμης στον άξονα). Αντίστροφα, στην επιτάχυνση όσο το αυτοκίνητο κάθεται στον πίσω άξονα, η δύναμη από τα πίσω ελαστικά μεγαλώνει.

Σε αυτό το σημείο είναι σημαντικό να τονίσουμε το εξής: καθ’ όλη αυτή τη φάση επιτάχυνσης ή επιβράδυνσης, το κέντρο βάρους του οχήματος αυτό καθεαυτό πρακτικά δεν μετακινείται (εφόσον το αμάξωμα και το περιεχόμενό του μένει ως έχει, δηλαδή δεν μετακινούνται βαλίτσες και επιβάτες, όντας σωστά δεμένα όλα!), οπότε ενώ έχει στην πράξη στην αυτοκινητοβιομηχανία επικρατήσει ο όρος «μεταφορά βάρους» για να περιγράψει το όλο φαινόμενο, στην πραγματικότητα ο πιο σωστός όρος είναι «μεταφορά φορτίου» (εφόσον το κέντρο μάζας πρακτικά δεν αλλάζει). Λέγοντας «φορτίο» εννοούμε φυσικά εδώ το φορτίο ως όρο φυσικής, δηλαδή δύναμη κι όχι το φορτίο ως βαλίτσες και τενεκέδες λάδι…

Αν βέβαια θέλουμε να είμαστε 100% σωστοί και ψείρες στη θεωρία, πρέπει να πούμε ότι λόγω της ύπαρξης της ανάρτησης και της μεταβολής που αυτή επιφέρει στη γεωμετρία του αυτοκινήτου κατά τη συμπίεση/έκτασή της, μία πολύ μικρή μετακίνηση του κέντρου βάρους κατά τη γραμμική ή την πλευρική επιτάχυνση όντως συμβαίνει (μιλάμε για 3-4 πόντους διαφορά σαν τάξη μεγέθους, όχι παραπάνω). Το ίδιο θα ίσχυε και σε ένα όχημα χωρίς καν ανάρτηση, μόνο και μόνο λόγω της μετακίνησης των υγρών που σε κάθε περίπτωση θα φέρει το αυτοκίνητο (καύσιμο, λάδια, ψυκτικά κτλ.): όλα αυτά αλλάζουν με τη μετακίνησή τους, στιγμιαία και σε κάποιο βαθμό την ακριβή θέση του κέντρου βάρους. Με άλλα λόγια, όταν μιλάμε για «μεταφορά βάρους» κανονικά θα έπρεπε να αναφερόμαστε μόνο σε αυτή τη μεταφορά του κέντρου βάρους και όχι στη μεταφορά φορτίου που αναφερόμαστε χρησιμοποιώντας τον ίδιο όρο. Το πόσο ακριβώς τώρα είναι σαν μέτρο/ποσότητα δύναμης αυτή η μεταφορά φορτίου/«βάρους», εξαρτάται από τέσσερις παράγοντες: το ύψος του κέντρου βάρους από τον δρόμο, από το μεταξόνιο (η απόσταση μεταξύ εμπρός και πίσω άξονα), το ποσό της επιτάχυνσης/επιβράδυνσης (αρνητική επιτάχυνση) και τη συνολική μάζα (ή συνολικό βάρος, όπως είδαμε) του οχήματος. Πώς έρχονται όλα αυτά μαζί μαθηματικώς..; Έτσι:

Μεταφορά φορτίου = Ύψος κέντρου βάρους x επιτάχυνση x βάρος/(μεταξόνιο x επιτάχυνση βαρύτητας)

Ή με άλλα λόγια:

Μεταφορά φορτίου = Ύψος κέντρου βάρους x επιτάχυνση x μάζα οχήματος/μεταξόνιο.

Όπως βλέπετε, στον τύπο δεν υπάρχει κάποιο χαρακτηριστικό που να αφορά κομμάτι της ανάρτησης, όπως π.χ. σκληρότητα κτλ. Τι σημαίνει αυτό..; Για αρχή σημαίνει ότι μεταφορά βάρους έχουμε βρέξει-χιονίσει, είτε έχουμε οποιαδήποτε ανάρτηση είτε δεν έχουμε καν ανάρτηση! Ας πούμε λοιπόν τώρα ότι έχουμε ένα τροφαντό αμαξάκι 1.500 κιλών (θεωρητικά για να είμαστε φουλ σωστοί πρέπει να χωρίσουμε το βάρος σε φερόμενο και μη φερόμενο, αφού το καθένα έχει διαφορετικό τρόπο που μεταφέρεται, αλλά αυτά θα τα πιάσουμε άλλη φορά πιο αναλυτικά γιατί το πράγμα ξεφεύγει), 2.500mm μεταξόνιο, με κέντρο βάρους μισό μέτρο πάνω από τη γη και το οποίο έπεσε στα φρένα χοντρά, επιτυγχάνοντας επιβράδυνση 0,8g (για το πώς βγαίνει αυτό ακριβώς, πηγαίντε στα Know How για τα φρένα, παλιολαμόγιαααα). Η μεταφορά βάρους προς τον εμπρός άξονα λοιπόν προκύπτει ως εξής:

Μεταφορά φορτίου = 0,5m x 0,8g x 1.500kg/2,5m = 240 κιλά

Ας υποθέσουμε ότι το εν λόγω όχημα-παράδειγμα έχει μία τυπική στατική κατανομή βάρους 55% εμπρός και 45% πίσω, δηλαδή 825 κιλά εμπρός και 675 κιλά πίσω. Όταν λοιπόν φρενάρει, όπως το περιγράψαμε πιο πάνω, το βάρος στον εμπρός άξονα θα αυξηθεί μέσω της μεταφοράς φορτίου στα 825 + 240 = 1.065 κιλά, ενώ αντίστοιχα ο πίσω άξονας θα μειώσει το φορτίο του στο 675 – 240 = 435 κιλά μόλις. Φυσικά όλο αυτό προϋποθέτει ότι ο κάθε τροχός από πλευράς κατανομής της πέδησης είναι στο ιδανικό ανάλογα με το βάρος (κάθετη δύναμη) που του αναλογεί και ότι τα αντίστοιχα λάστιχα αποδίδουν το ανάλογο ποσό τριβής στο πέλμα τους: το πώς αυτό το πετυχαίνουμε, υπενθυμίζω ότι το ξεφτιλίσαμε στα Know How για τα φρένα, για να οδεύουμε προς τη βιβλιοθήκη μας αν δεν τα θυμόμαστε, είναι και Σεπτέμβρης και είμαστε ήδη μετεξεταστέοι …

Ξέρω τι σκέφτεστε…

…πώς, ρε Παύλου, θα υπολογίσουμε τα παραπάνω για το δικό μας πρι-πρι τη στιγμή που, ενώ μεταξόνιο, βάρος και g τα ξέρουμε, το ύψος του κέντρου βάρους δεν το δίνει κανείς κατασκευαστής στα specs….Άντε λοιπόν παλικάρια μου, πάμε να δούμε πώς το βρίσκουμε κι αυτό, όμως σας προειδοποιώ: θέλει ζυγαριά και δεν εννοώ αυτή του μπάνιου σας… Όταν μιλάμε για αντικείμενα που μπορούν να στηρίζονται σε ένα σημείο, τα πράγματα είναι σχετικά εύκολα, πάρτε π.χ. για παράδειγμα ένα σκουπόξυλο: σχετικά εύκολα μετακινώντας λίγο-λίγο το δάκτυλό μας κατά μήκος του μπορούμε να βρούμε το σημείο που αυτό ισορροπεί. Το κέντρο βάρους του σκουπόξυλου βρίσκεται εύκολα σε αυτήν την περίπτωση στο κέντρο της τομής του ξύλου, στο σημείο που ακουμπάει το δάκτυλό μας. Ένα αυτοκίνητο όμως (συνήθως…) στηρίζεται σε τέσσερα σημεία, τα τέσσερα πέλματα επαφής των ελαστικών με τον δρόμο. Οι τέσσερις αυτές διεπιφάνειες είναι υπεύθυνες για το πώς στρίβει, επιταχύνει και φρενάρει το αυτοκίνητο, οπότε και το πόσο κάθετο φορτίο υπάρχει στατικά στην καθεμία ή πόσο φορτίο μεταφέρεται δυναμικά κατά την κίνηση είναι το Α και το Ω: όλα αυτά τα καθορίζει και η ακριβής θέση του κέντρου βάρους οπότε πρέπει να βρούμε πού αυτό βρίσκεται στους τρεις άξονες: πού βρίσκεται κατά τον διαμήκη άξονα, πού βρίσκεται κατά τον εγκάρσιο άξονα και πού βρίσκεται καθ’ ύψος, με το τελευταίο να είναι και ο απώτερος στόχος μας από τον προαναφερθέντα τύπο. Χρειαζόμαστε πρώτα από όλα το στατικό βάρος καθεμίας από τις τέσσερις γωνίες, με άλλα λόγια δεν αρκεί η απλή πλάστιγγα, αλλά θέλουμε σύστημα τεσσάρων ζυγαριών αυτοκινήτων σαν ένα από τα πολλά τέτοια που βρίσκει κάποιος στο εμπόριο: κάποια πιο επαγγελματικά σετ είναι όντως ακριβά, βρίσκει όμως κανείς και πιο απλά που ειδικά μεταχείρο δεν είναι και κανένα τρομακτικό ποσό. Στη χειρότερη, τις δανειζόμαστε… Σε κάθε περίπτωση, τις βρίσκουμε, ανεβάζουμε το προαναφερθέν εργαλείο των 1.500 κιλών και 55%-45% εμπρός-πίσω κατανομής και παίρνουμε τα ακόλουθα αποτελέσματα: εμπρός αριστερά 450 κιλά, εμπρός δεξιά 375 κιλά, πίσω αριστερά 350 κιλά και πίσω δεξιά 325 κιλά.

Το εμπρός-πίσω το είχαμε ήδη από πριν συνολικά, αλλά τώρα το έχουμε και σπαστά ανά πλευρά: εμπρός, το σύνολο 450+375 μας δίνει τα 825 κιλά του εμπρός άξονα, πίσω το σύνολο 350+325 μας δίνει 675 κιλά κι έτσι έχουμε 825/1500=55% εμπρός και 675/1500=45% πίσω.

Γιατί επαναλάβαμε τους υπολογισμούς από άλλη οπτική γωνία, αφού καταλήξαμε πάλι στην κατανομή 55%/45% εμπρός/πίσω που ήδη ξέραμε..; Γιατί το ποσοστό αυτό, εκτός από την κλασσική στατική κατανομή, μας δίνει και τη θέση του κέντρου βάρους κατά τον διαμήκη άξονα του οχήματος: αυτό θα βρίσκεται πίσω από τον εμπρός άξονα σε απόσταση ίση με το μεταξόνιο επί το ποσοστό της κατανομής του πίσω άξονα ή ομοίως εμπρός από τον πίσω άξονα σε απόσταση ίση με το μεταξόνιο επί το ποσοστό της κατανομής του εμπρός άξονα. Στην περίπτωσή μας, με το μεταξόνιο των 2500mm, το κέντρο βάρους βρίσκεται 2.500mm x 0,45 = 1,125m πίσω από τον εμπρός άξονα ή ομοίως 2.500mm x 0,55 = 1,375m εμπρός από τον πίσω άξονα. Πάμε να δούμε τώρα που βρίσκεται το κέντρο βάρους και στον εγκάρσιο άξονα αντίστοιχα.

Εδώ έχουμε στην αριστερή πλευρά 450+350=800 κιλά σύνολο, ενώ δεξιά έχουμε 375+325=700 κιλά. Η κατανομή μας εδώ λοιπόν είναι 800/1500=53% αριστερά και 700/1500=47% δεξιά. Για να εντοπίσουμε όμως τώρα το κέντρο βάρους στον εγκάρσιο άξονα, τα στοιχεία που διαθέτουμε δεν φτάνουν, θέλουμε άλλο ένα: το μετατρόχιο. Ας υποθέσουμε ότι έχουμε ίδιο μετατρόχιο των 1.500mm εμπρός και πίσω (στην πράξη μπορεί να διαφέρουν λίγο). Το κέντρο βάρους θα βρίσκεται αριστερά από τον άξονα που ενώνει το μέσο του πέλματος των δύο δεξιών ελαστικών (από εκεί που μετράμε το μετατρόχιο δηλαδή) σε απόσταση ίση με το μετατρόχιο επί το ποσοστό της κατανομής της αριστερής πλευράς ή ομοίως δεξιά από τον άξονα που ενώνει το μέσο του πέλματος των δύο αριστερών ελαστικών σε απόσταση ίση με το μετατρόχιο επί το ποσοστό της κατανομής της δεξιάς πλευράς.

Στην περίπτωσή μας με το μετατρόχιο των 1500mm, το κέντρο βάρους βρίσκεται 1.500mm x 0,53 = 0,795m αριστερά από τον άξονα που ενώνει το μέσο του πέλματος των δύο δεξιών ελαστικών ή ομοίως 1.500mm x 0,47 = 0,705m δεξιά από τον άξονα που ενώνει το μέσο του πέλματος των δύο αριστερών ελαστικών. Το θέμα «μετατρόχιο» κρατήστε το και για τον άλλο μήνα και όχι μόνο, αφού π.χ. παίζοντας με αποστάτες στους τροχούς, αλλάζουμε τη μεταφορά βάρους στον εγκάρσιο άξονα (τη μειώνουμε αυξάνοντας το μετατρόχιο), όπως ακριβώς είδαμε πιο πάνω κι ότι το μεταξόνιο επηρεάζει τη μεταφορά βάρους στο διαμήκη άξονα.

Χαρτί και μολύβι…

Αυτή τη στιγμή λοιπόν γνωρίζουμε πού βρίσκεται «δισδιάστατα» το κέντρο βάρους στον διαμήκη και εγκάρσιο άξονα, δηλαδή θα μπορούσαμε να το σημειώσουμε/δούμε σαν σημείο αν κοιτάγαμε το αυτοκίνητο από ψηλά (το γνωστό «bird’s-eye view»). Αυτό που μας λείπει είναι το τρίτο από τα τρία μεγέθη για να το προσδιορίσουμε στον τρισδιάστατο χώρο, δηλαδή η θέση του κέντρου βάρους στην κατακόρυφο: πόσο ψηλά είναι από το έδαφος. Πώς; Υπάρχουν διάφοροι εμπειρικοί τρόποι, αλλά ο πιο πρακτικός/ευθύς είναι να σηκώσουμε το αυτοκίνητο στον ένα άξονά του π.χ. σε δύο τρίποδα και να ζυγίσουμε ξανά στη ζυγαριά το βάρος στον άξονα που έχει μείνει στο έδαφος. Αν π.χ. σηκώσουμε τον εμπρός άξονα, τότε θα αφήσουμε τον πίσω άξονα πάνω στις ζυγαριές. Αν λοιπόν σηκώσουμε το εμπρός μέρος σε μία γωνία α μοιρών, όπου η γωνία α είναι η γωνία που σχηματίζει η ευθεία που ενώνει τα κέντρα του εμπρός και πίσω άξονα (τα κέντρα των εμπρός και πίσω τροχών πρακτικά) ως προς το οριζόντιο έδαφος, τότε η απόσταση h του κέντρου βάρους από την ευθεία που ενώνει τα κέντρα του εμπρός και πίσω άξονα (προσοχή, ΟΧΙ το ύψος από το έδαφος) προσδιορίζεται ως εξής:

h = (βάρος στον πίσω άξονα με το εμπρός μέρος σηκωμένο - βάρος στον πίσω άξονα με το αυτοκίνητο στο έδαφος και στους δύο άξονες) x μεταξόνιο/(ολικό βάρος αυτοκινήτου x εφαπτομένη γωνίας α).

Συνεχίζοντας με το αυτοκίνητο του παραδείγματός μας, αν σηκώνοντας το εμπρός μέρος π.χ. κατά 22 μοίρες (από τριγωνομετρικούς πίνακες βρίσκουμε ότι εφαπτομένη 22 μοιρών = 0,4040), η ζυγαριά από το 675 κιλά που είδαμε ότι γράφει με το αυτοκίνητο οριζοντιωμένο πλέον γράφει 700 κιλά (αν γράφει λιγότερα από πριν, τότε σίγουρα κάναμε κάτι ΠΟΛΥ λάθος!), τότε έχουμε:

h =  (700 - 675) x 2.500mm / (1.500mm x 0,4040) = 103mm = 10,3cm

Δύο σημειώσεις πάνω σε αυτά: το πρώτο είναι το πώς στο καλό θα μετρήσουμε εύκολα και με ακρίβεια τις 22 ή όποιες άλλες μοίρες αν δεν διαθέτουμε ένα τεράστιο …μοιρογνωμόνιο: αντί να μετρήσουμε τη γωνία α κατευθείαν, μπορούμε να μετρήσουμε το ύψος που σηκώσαμε τον εμπρός τροχό από το έδαφος (μήκος Α) και επίσης να μετρήσουμε την απόσταση (μήκος Β) στο έδαφος μεταξύ της κατακόρυφης προβολής του κέντρου του εμπρός σηκωμένου τροχού στο έδαφος και της προβολής του κέντρου του πίσω τροχού στο έδαφος (όπου η απόσταση αυτή φυσικά θα πρέπει να είναι μικρότερη από το μεταξόνιο). Αν τώρα διαιρέσουμε το μήκος Α με το μήκος Β, τότε παίρνουμε απευθείας την εφαπτομένη της γωνίας α που θέλουμε (0,4040 στο παράδειγμα) χωρίς καν να χρειαστούμε να ανατρέξουμε σε τριγωνομετρικούς πίνακες. Το δεύτερο είναι ότι, όπως είπαμε ήδη, η απόσταση h δεν είναι το ύψος του κέντρου βάρους από το έδαφος, αλλά η απόσταση του κέντρου βάρους από την ευθεία που ενώνει τα κέντρα του εμπρός και πίσω άξονα. Για να βρούμε το ύψος του κέντρου βάρους από το έδαφος, που είναι και το μέγεθος που χρειαστήκαμε αρχικά μιλώντας για μεταφορά βάρους, πρέπει να προσθέσουμε στο h και την απόσταση του εδάφους από το κέντρο του άξονα, δηλαδή με άλλα λόγια την ακτίνα/μισή διάμετρο του τροχού: αν στο παράδειγμά μας το εργαλείο φοράει ελαστικά 275/35R20, τότε η διάμετρος του τροχού είναι 701mm και η ακτίνα 701/2 = 350,5mm. Δηλαδή το ύψος του κέντρου βάρους από το έδαφος είναι 10,3cm (το h από πιο πάνω) + 35,05cm = 45,35cm = 0,4535m. Συγχαρητήρια, τώρα ξέρετε ακριβώς πού βρίσκεται το κέντρο βάρους του εργαλείου! Ενδεικτικά σε ένα μονοθέσιο της Φόρμουλα 1, το κέντρο βάρους βρίσκεται 25 περίπου πόντους από το έδαφος, σε ένα μεγάλο SUV κοντά στους 75 πόντους, με όλα τα …νορμάλ και σπορ αυτοκίνητα να βρίσκονται κάπου στο ενδιάμεσο αυτών των τιμών, όπως και στο παράδειγμά μας.

Πολύυυυ ψωμί ακόμα

Φυσικά, όπως θα δούμε και τον επόμενο μήνα μιλώντας για στρίψιμο, αυτό που θέλουμε είναι όσο το δυνατόν χαμηλότερο κέντρο βάρους: σήμερα το είδαμε αυτό ως λύση κόντρα στη μεγάλη μεταφορά βάρους κατά τον διαμήκη άξονα (επιτάχυνση-επιβράδυνση), τον Οκτώβρη θα το δούμε και στις μεταφορές βάρους κατά τον εγκάρσιο άξονα, δηλαδή κατά το στρίψιμο. Επίσης έχετε υπόψη ότι σήμερα μιλήσαμε για τη μεταφορά βάρους ως μέγεθος σκέτο, χωρίς να κάνουμε αναφορά στο πόσο ΓΡΗΓΟΡΑ γίνεται αυτό: δύο αυτοκίνητα μπορεί να έχουν την ίδια μεταφορά βάρους, αλλά με διαφορετικές ταχύτητες, κάτι που τα κάνει να συμπεριφέρονται εντελώς διαφορετικά στο δρόμο! Στην πράξη, τόσο η ταχύτητα όσο και μέσω ποιων ακριβώς εξαρτημάτων μεταφέρεται το βάρος είναι κάτι το τρομερά πολύπλοκο και εξαρτάται από πληθώρα παραγόντων, όπως είναι το ύψος των κέντρων περιστροφής κάθε άξονα (υπομονή να τα δούμε στο Part III αυτά), τα χαρακτηριστικά των αμορτισέρ και των ελατηρίων, τη σκληρότητα των αντιστρεπτικών και τη γεωμετρία των συνδέσμων της ανάρτησης. Για την ώρα κρατήστε ότι όταν το βάρος μεταφέρεται μέσω ελαστικών μέσων, όπως τα ελατήρια/αμορτισέρ/αντιστρεπτικές, τότε μιλάμε για «ελαστική μεταφορά βάρους», ενώ όταν μεταφέρεται από «μασίφ» μέρη της ανάρτησης, όπως είναι τα ψαλίδια, μιλάμε για «γεωμετρική μεταφορά βάρους». Όπως καταλαβαίνετε, το ταξίδι μας στην ανάρτηση μετά βίας έχει αρχίσει..!