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7ポストシェイカーは、レーシングカーの技術分析を行うために使用される試験装置です。このシェイカーに振動力を印加することで、バンク荷重、横方向荷重移動、縦方向荷重移動、そして車高に応じたダウンフォースを再現し、特定のサーキットを再現することができます。
用途
7ポストシェイカーは、様々な運転条件において多くの車両に使用されています。以前のバージョンは、5ポストシェイカーと4ポストシェイカーでした。4ポストシェイカーは、車両メーカーがキーキー音やガタガタ音の調査によく使用されています。この技術は1990年代後半にF1で初めて使用され、現在ではNASCARやインディ・レーシング・リーグなどの他のシリーズでも使用されています。7ポストリグを使用しているNASCARチームには、ヘンドリック・モータースポーツ、リチャード・チルドレス・レーシング、チップ・ガナッシ・レーシング、ファニチャー・ロウ・レーシング、ラウシュ・フェンウェイ・レーシングなどがあります。このビデオでは、ジェフ・ゴードンが運転する車が7ポストリグで運転されている様子が示されています。
車両設計者は、7 ポスト シェイカーのテスト結果を使用して、特定のエミュレートされたトラックの条件に最適なスプリング レート、ショック バルブ、ステアリング比を調整します。
メーカーは通常、ロードカーに7ポストリグを使用しません。これは、ロードカーは通常、高速走行するレーシングカーのような空力の影響を受けないためです。しかし、ドイツのサスペンションメーカーであるKWサスペンションは、ロードカー用サスペンション部品の開発に7ポストリグを使用している数少ないメーカーの一つです。
手術
7 ポスト シェーカーは車両に力を加え、車両がシステムに返す力を記録します。7 ポストは、揚力、ダウンフォース、路面の不整による力、ブレーキ、加速、コーナリングによる荷重移動を加えます。車両のサスペンションとドライブトレイン コンポーネントは、これらの力、シャーシとサスペンションの周波数振動 (30 Hz 未満)、およびより高い周波数でのタイヤ、エンジン、トランスミッション、駆動車軸の振動に反応します。適用される力は、レーストラックのモデル、車両とドライバーの重量、タイヤの空気圧、エンジン RPM、およびドライブライン RPM から計算されます。テスト エンジニアが求める力は、タイヤに作用する最大速度 1 メートル / 秒 (3.3 フィート / 秒) を超える 25 キロニュートン (5,600 lb f ) の力を生成できる 4 つのメイン油圧アクチュエーターを使用して車両に適用されます。アクチュエータは500Hzという高い周波数を生成できますが、タイヤ内のゴムと空気の弾性により50Hzを超える入力のほとんどが吸収されるため、500Hzは必要ありません。残りの3つの支柱はエアロローダーアクチュエータと呼ばれ、車両のバネ上質量を担っています。これらの3つのアクチュエータが生み出す力は、カーブ進入時に発生する慣性荷重、またはダウンフォースや翼からの揚力といった空力負荷と除荷です。これらの力は、通常時速140キロメートル（90マイル）を超えないロードカーでは小さいですが、時速300キロメートル（190マイル）を超えるレースカーでは大きな力となります。[1]
初期化する必要がある最も基本的なパラメータは、路面から車両に加わる垂直方向の入力力である。ドライバーとエンジニアは、特定のトラックで車両がどのように反応するかを確認したい。なぜなら、時速320キロメートル（200マイル）に迫る速度が出るタラデガ・スーパースピードウェイのトライオーバルと、コーナーが24度から30度バンクしているブリストル・モーター・スピードウェイでは、車両の反応が異なるからである。路面が非常に不規則なので、このデータの収集と集計は極めて困難である。テスト用コンピュータにレーストラックが読み込まれると、車両を7ポストに載せることができる。実際のトラックデータが無い場合は、スイープ正弦波を使用することができる。[2] ドライバーの体重とタンク内の燃料の重量用のバラストを使用することで、さらなる変数が排除される。テストラボの温度は、標準温度の21℃（70°F）に厳密に制御されている。ユニットが起動すると、加速度計やひずみゲージといったトランスデューサーが車両の機械的運動を電気信号に変換します。この信号はプロセッサに送られ、プロセッサは信号を変換・増幅し、コンピューターに送信します。
エンジニアにとって特に興味深いのは、タイヤと路面の間の力です。これは、タイヤが路面にどれだけグリップしているかを反映するため、自動車設計者にとって重要な情報です。サンプリング周波数は最高周波数の少なくとも5倍必要となるため、テストはより困難です。[要出典] この場合、入力周波数は100Hzなので、サンプリング周波数は少なくとも500Hzである必要があります。
振動解析においては、他の工学的問題と同様に、出力データを体系的に検討する必要があります。7ポスト加振機を用いた試験では、全ての変数が相互に関連しており、実際の設置状況の影響を定量化しながら解析することが可能です。データから減衰力曲線を抽出し、設置剛性やその他の変数が減衰力にどのように影響するかを理解することができます。一見重要ではないように見える傾向も検証する必要があります。そうすることで、エンジニアは、その傾向が継続しないか、あるいは予測通りの傾向であるかを確信することができます。
この場合の分析パスは次のとおりです。
- 入力 - 道路またはレーストラック
- バネ下質量 - バネによって感じられない重さ
- タイヤ - 入力力に対するダンパーとして機能します
- ホイール - 重量を追加
- ブレーキ - 重量を増やす
- スプリング - 入力された力に直接反応する
- バネ上質量 - 特に車両の残りの部分:
- ショック - 入力力を大幅に減衰
- フレーム/ロールケージ - 入力力を車両全体に分散します
- ドライバー - 振動、ボディロール、ステアリングホイールのフィードバックによって直接疲労を感じる
参照
参考文献
- ^ “F1 - Grandprix.com > Features > Technical > Movers and shakers”. 2008年2月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年2月26日閲覧。
- ^ ARC 7ポスト
