Руководство по настройкам машин в Live For Speed
Первое, на что обращаем внимание при настройке машины, это трансмиссия. Она состоит из коробки передач и дифференциала.
Скорость вращения двигателя слишком большая, чтобы передавать ее напрямую на колеса. Поэтому коробка передач позволяет двигателю сделать несколько оборотов за один оборот вала КПП, и передаточные числа как раз показывают, сколько именно. Кроме того, прежде чем превратиться в обороты колеса, они еще уменьшаются главной парой, которая передает вращение с вала КПП на шестерню дифференциала. Умножив число главной пары на число включенной передачи получим отношение оборотов двигателя к оборотам колеса. У первой передачи это около 12-15, она нужна только для старта. У последней примерно 4-5. При этом на колеса передается ровно во столько же раз больше крутящего момента, чем вырабатывает двигатель. Заметьте, что на мощность это не влияет, так как мощность равна произведению крутящего момента на количество оборотов.
Настройка трансмиссии начинается с максимальной скорости. Если трасса позволяет разогнаться до технически максимальной скорости машины, лучше всего ее достигать на оборотах максимальной мощности. Чем меньше допустимая скорость на треке по сравнению с максимальной скоростью машины, тем дальше следует уводить обороты за пик максимальной мощности (но не далее, чем произошло бы переключение на воображаемую следующую передачу).
Здесь стоит упомянуть о машинах формульных классов и GTR, с регулируемой прижимной силой (Downforce). У них максимальная скорость зависит от настройки антикрыльев, поэтому, после их регулировки, скорее всего придется вернуться к настройке трансмиссии. Однако, небольшая корректировка главной пары позволит подстроиться под иную максимальную скорость.
Вопреки распространенному мнению, главная передача никаким образом не способна влиять на максимальную скорость в положительную сторону. Она может лишь ограничить ее оборотами двигателя. Максимальная скорость зависит только от мощности двигателя, потерь на трение и сопротивления воздуха.
Затем на самый медленный поворот трассы настраивается вторая передача. В его апексе обороты должны быть такими же, на которых обычно происходит переключение вниз. Остальные передачи распределяются для максимально эффективного ускорения таким образом, чтобы обороты двигателя во время разгона держались на горбе максимальной мощности как можно ближе к пику. Для этого разница в передаточных числах сокращается по мере повышения передач, так как на каждой последующей передаче машина будет разгоняться дольше, чем на предыдущей.
Позже вы можете немного модифицировать коробку под особенности прохождения трассы. В некоторых ситуациях можно немного сдвинув передачи добиться сокращения числа переключений без потери мощности. На некоторых трассах, подобных FE RallyX или овалу, вообще пользуются не всеми передачами.
Для лучшей наглядности и информативности настройки трансмиссии, можете воспользоваться программой LFS Gear Ratio Calculator.
Передаточные числа и главная пара настраиваются ползунками в правой половине экрана. В левой показаны настройки дифференциалов.
Differential Locking (Коэффициент блокировки дифференциала)
Так как в повороте колеса идут по траекториям с разным радиусом, наружному колесу приходится проходить больший путь и оно должно крутиться быстрее внутреннего. Это возможно благодаря дифференциалу. Если дать колесам полную свободу (OPEN DIFF), то при ослаблении силы трения одного из колес вся мощность двигателя направится на это колесо и оно будет бесполезно буксовать. В гонках этот тип не используется. Если дифференциал полностью заблокировать (LOCKED DIFF), в повороте будет либо пробуксовывать внутреннее колесо, либо юзить внешнее. Такое жесткое соединение как нельзя лучше подходит для гонок на четверть мили, но непригодно для трассы, на которой имеются повороты.
Вискомуфта (VISCOUS LSD) ограничивает разность скоростей вязкостным трением. Чем больше значение, тем больше крутящего момента потребуется, чтобы прокрутить ее на 1 радиану за 1 секунду, и тем больше она станет напоминать закрытый тип дифференциала. Но даже максимальное значение не блокирует ее полностью. При пробуксовке она вступает в работу постепенно, по мере увеличения разницы скоростей колес. Это сглаживает езду но затрудняет контроль. Применение вискомуфты оправдано в случае тесных треков и небольшой мощности машины, в остальных случаях выбор за дисковым дифференциалом.
Дифференциал дискового типа (CLUTCH PACK LSD) контроллирует проскальзывание механическим трением по типу сцепления в трансмиссии, и регулирует силу от 10% до 80%. На хорошо подготовленных машинах раздельно регулируется степень блокировки под нагрузкой (power) и при торможении двигателем (coast). Этот тип дифференциала дает максимум контроля и используется чаще всего, хотя делает езду грубее.
При минимальном значении «power» (10%) на выходе из поворота внутреннее колесо будет сильно прокручиваться, вплоть до 90%-ной растраты мощности. Ускорение любой машины ухудшится, но особенно это заметно на переднеприводных машинах (FWD). У них при разгоне разгружаются ведущие колеса, и с минимальным «power» машина будет во всех медленных и среднескоростных поворотах растрачивать мощность впустую и терять много времени (если только у нее не очень слабый двигатель, как у UF 1000). Чем мощнее машина, тем ближе к максимальному значению подбирается эта величина.
Установка «coast» в максимум (80%) упрощает контроль на входе в поворот, но слишком большой ценой. Это увеличит конструктивно присущую переднеприводным машинам недостаточную поворачиваемость на входе в поворот, и в результате неэффектикно используемого потенциала машины мы будем самыми медленными на трассе. На FWD всегда нужно отталкиваться от минимального значения «coast» (10%), и решать возможные проблемы со входом в поворот другими настройками.
На заднеприводной машине (RWD) не все так однозначно. Здесь дифференциал влияет больше на управляемость машины, чем на ускорение, и придется искать компромисс между стабильностью и скоростью. Увеличение «power» дает большее ускорение, но только до тех пор пока машина остается под контролем, так как поворачиваемость увеличится и управлять машиной станет сложнее. Увеличение «coast» уменьшает поворачиваемость при сбросе газа и стабилизирует управление, но вариант со слабым «coast» может быть быстрее.
Вывод: на RWD для стабилизации управления следует держаться рядом с пропорцией 10/80; для увеличения скоростей — ближе к 80/10. Причем стабильность здесь предпочтительнее.
На полноприводных машинах стоят по три дифференциала: передний, задний и межосевая вискомуфта (Front, Rear, Centre соответственно). На XF GTi и XR GT стоят упрощенные дифференциалы с одинаковой степенью блокировки под нагрузкой и при сбросе газа, а на UF 1000 вообще не ставится дифференциал повышенного трения.
Front Torque Split (Распределение крутящего момента между осями)
Определяет, какая часть крутящего момента у полноприводных машин пойдет на переднюю ось. Чем мощнее машина, тем меньше мощности надо подавать на передние колеса.
Когда настройка трансмиссии покажется удовлетворительной, переходите к настройке тормозов. В следующий раз можно настраивать их одновременно.
Руководство по настройкам машин в Live For Speed
Bob Smith: «Подвеска в самой большой мере влияет на поведение машины. Любое изменение здесь обычно означает изменение всех остальных настроек для поддержания оптимального общего уровня».
Поворачиваемость машины бывает недостаточная, избыточная и нейтральная. Чтобы получить нейтральную поворачиваемость в накате (и максимальную скорость в повороте), подвеска настраивается пропорционально развесовке машины, указанной в инфо (с посаженным на свое место водителем и некоторым количеством топлива в баке). Однако это не лучший вариант, так как под газом заднеприводная машина станет переруливать, а переднеприводная недоруливать. Обычно нейтральная поворачиваемость настраивается на режим промежуточного положения педали газа.
Ride Height Reduction (Дорожный просвет)
Он устанавливает диапазон хода подвески (Motion Range, в метрах) и высоту центра тяжести машины. Центробежная сила действует на центр тяжести, стремясь опрокинуть машину через наружные колеса. Внутренние колеса разгружаются и теряют сцепление с дорогой. Внешние колеса загружаются, но приобретают значительно меньше сцепления, чем теряют внутренние, и суммарное сцепление машины падает. Вдобавок кузов машины кренится и наклоняет колеса, уменьшая их контактные пятна. Чтобы понизить эти нежелательные проявления законов физики и проходить поворот на большей скорости, центр тяжести должен быть как можно ниже. Однако не спешите ставить очень низкий дорожный просвет. Он ограничит ход подвески и может обеспечить трудности с преодолением неровных мест на трассе.
Подстройка дорожного просвета ведется с помощью анализа телеметрии в F1PerfView на графике хода подвески (Suspersion Travel Left; Maximum). Достижение нулевой черты означает пробой. Машину нужно поднять, или сократить перемещения подвески усилив пружины или амортизаторы. Если до нулевой черты ни одно колесо не достает, возможно, есть резерв для понижения центра тяжести.
На практике высота подвески настраивается в самую последнюю очередь, так что пока идем дальше, а потом вернемся.
Stiffness (Жесткость пружин)
Пружины поддерживают кузов машины на заданной высоте и должны поглощать все неровности на трассе. Мягкие пружины дают бо’льшую свободу перемещения колесам и в сочетании с увеличенной высотой подвески подходят для трасс с большими неровностями на траектории. Жесткие пружины сильно ограничивают перемещение колес и могут поглощать, не передавая на кузов, только небольшие неровности. Они используются на гладких трассах чтобы уменьшить дорожный просвет. Усиление передних пружин уменьшает поворачиваемость, задних — увеличивает. Этим нужно пользоваться в качестве основного инструмента для изменения базовой избыточной или недостаточной поворачиваемости машины.
Процесс настройки довольно сложный, далее вы увидите, почему. И после большого объема проделанной работы вы вполне можете сделать себе подвеску хуже, чем она была до настройки. Хуже всего то, что вы об этом можете и не узнать, потому что невозможно каким либо образом измерить эффективность настройки. Поэтому я предлагаю брать готовые настройки подвески по ссылке в начале руководства и делать их более «человеколюбивыми». То есть нужно сделать пружины немного мягче, а амортизаторы жестче (изменяя пропорционально развесовке). При желании можно регулировать поворачиваемость с помощью стабилизаторов и/или делая небольшие изменения в отношении жесткости передней подвески к задней. После любых изменений нужно корректировать дорожный просвет с помощью телеметрии.
Сейчас можете сразу опускаться на стабилизаторы (Anti Roll bars) внизу страницы и потом переходить к настройке управления. А описанный ниже способ настройки подвески «с чистого листа» использовать только если захочется.
Как потерять время за настройкой подвески
Чтобы жесткость не была абстрактной величиной, зарубежные пилоты увязывают ее с весом, приходящимся на пружины, и настраивают исходя из их резонансной частоты колебаний. Чем жестче пружина, тем больше эта частота.
Bob Smith: «Существует некий оптимальный коридор этих частот. В реальных гонках это около 1,9-2,2Гц (колебаний в секунду) для машин весом около одной тонны (типичная машина класса GT). Чем легче машина, тем больше оптимальная частота.»
Средняя частота пружин в настройках мировых рекордов LFS завышена примерно в полтора раза из-за их спринтерской направленности (экстремальное понижение центра тяжести), но основной принцип сохраняется. С уменьшением массы машины увеличивается удельная частота: в то время как FZ50 (
1,5 тонны) настраивается на 1,5-2 Гц на 1 тонну, LX6 (
600 кг) на 3-5 Гц/т, MRT (
300 кг) может достигать 8-10 Гц/т. На машинах с прижимной силой частота будет немного выше аналога без антикрыльев. В ралликросе из-за неровного покрытия частоты меньше.
Как посмотреть частоту подвески? Можно воспользоваться программой LFS Setup Analyser от Col Cobb’a. Правда она сделана по версии LFS S1 0.3 и пока не обновлена. Тем не менее, там можно указать параметры новых машин (если владеете английским). Показанную частоту (Suspension Frequency) можно привести к 1 тонне, умножив ее на 1000 и разделив на вес машины в килограммах.
На приведенном скриншоте для XR GT Turbo получим 1,95 Гц/т на задней оси и 1,97 Гц/т на передней. Разница в 0,02 Гц/т показывает легкую недостаточную поворачиваемость. Для изменения поворачиваемости машины передняя и задняя частоты могут отличаться на величину от нуля (нейтральная поворачиваемость) на слабых машинах до 0,7 Гц/т на самых мощных. За редким исключением, разницу сильнее не делают.
DAMPERS, SHOCK ABSORBERS (АМОРТИЗАТОРОЛОГИЯ)
Характеристики амортизаторов тесно связаны с жесткостью пружин. Пружины влияют на длину хода подвески, а амортизаторы на скорость перемещения.
Bump Damping (Усилие сжатия)
Сопротивление амортизатора сжатию влияет на скорость сжатия подвески: внешних колес в повороте, передних в торможении, задних при разгоне. Чем больше значение, тем медленнее будет перемещаться кузов машины при перераспределении веса и тем проще управлять такой машиной. Платой за это является ослабление сцепных свойств покрышек — ухудшится тормозная динамика и скорость прохождения поворотов.
Тонкая настройка амортизаторов основана на их способности влиять на поворачиваемость машины, это самая сложная часть доводки сетапа. Действие каждого из четырех параметров проявляется только в отдельные моменты, и в каждый момент времени действуют сразу несколько параметров. Для тонкой настройки амортизаторов нужно точно знать, какие перемещения подвески происходят в определенном месте трассы.
Увеличение усилия сжатия на передних амортизаторах уменьшит поворачиваемость, но только в момент сжатия передней подвески. В гонке это может быть начало торможения или поперечного крена, наезд на препятствие. Если поперечному крену кузова предшествует торможение, то подвеска внешнего переднего колеса в начале крена уже находится в сжатом состоянии и сопротивление сжатию не играет роли.
Увеличение усилия сжатия на задних амортизаторах увеличит поворачиваемость в момент сжатия задней подвески. Это может быть начало разгона и поперечного крена, наезд на препятствие. Но это лишь упрощенные теоретические примеры. А что в действительности происходит с подвеской, можно узнать только с помощью анализа телеметрии в F1PerfView. Лучше смотреть специальный график перемещения подвески без учета быстрых изменений (Suspersion Travel Left Slow part; Maximum).
Rebound Damping (Усилие отбоя)
Как и усилие сжатия, усилие отбоя гасит колебания кузова в пользу упрощения контроля, только при обратном ходе (расжатии) подвески.
Увеличение усилия отбоя точно так же уменьшает сцепление — на передней оси уменьшает поворачиваемость, на задней увеличивает (только в момент расжатия соответствующей подвески).
Anti Roll bars (Стабилизаторы поперечной устойчивости)
Уменьшают поперечные крены кузова (и вместе с ними наклон колес) и делают реакции машины более быстрыми и предсказуемыми. Но переусердствовать с ними не стоит, они делают независимую подвеску более зависимой — при ударе одного колеса вздрогнет и противоположное, и весь кузов. К тому же стабилизаторы уменьшают сцепление. Соответственно они уменьшают поворачиваемость спереди и увеличивают сзади. Ими подстраивают поворачиваемость на стадии тонкой настройки.
Итого настройка подвески выглядит следующим образом: 1) с помощью программы примерно выставляется частота пружин; 2) в той же программе под пружины подгоняются амортизаторы; 3) под получившуюся энергоемкость подвески настраивается клиренс в сантиметрах «на глаз», с запасом. Эти три пункта можно пропустить, взяв готовую подвеску. А дальше сериями заездов по 5-6 кругов подстраиваем жесткость подвески, опускаем машину на основе данных телеметрии и подгоняем стабилизаторы под стиль вождения. Ориентир как всегда — время на круге. И не обязательно лучшее. Ведь вы могли сделать изменения, которые испортили настройку, но из-за случайного везения и неординарного прохождения круга поставили на этих настройках рекорд. А потом сколько ни пытаетесь, даже к предыдушему времени приблизиться не можете. Чтобы этого не произошло, нужно опираться только на стабильное время, которое вы можете показывать из круга в круг.
Чтобы хорошо отрабатывать кербы, делайте амортизаторы жестче, пружины мягче и поднимайте машину несмотря на то, что мировой рекорд поставлен на противоположных настройках. Вы потенциально потеряете сотые доли секунды, зато реально приобретете десятые за счет стабильности (это так же верно и для резкости управления).