chassiset (eller rammen) er en struktur, der lokaliserer og monterer alle andre dele af køretøjet. Det giver også et beskyttet rum til beboeren(e).

Chassistyper

der er flere typer chassis, men alle kan klassificeres i en af to tilgange:

1. brug længder af runde eller firkantede slanger eller andre strukturelle metalformer til at danne chassisstrukturen (rumramme, multirør, stigeramme)
2. brug sammenføjede paneler til at danne chassisstrukturen (monokok, Unibody)

begge tilgange kan tilvejebringe en struktur, der er i stand til at montere andre køretøjskomponenter, men hver har sine egne fordele og ulemper.

Spaceframe-Chassis

Spaceframe-chassiset bruger adskillige afskårne og formede stykker strukturelt metalrør (normalt stål) sammenføjet for at danne en stærk ramme. Diagrammet SF1 nedenfor fra Ron Champion ‘s bog” Byg din egen sportsvogn til så lidt som kr250″, viser et eksempel på et rumrammechassis.

princippet om spaceframe design er at bruge triangulering af rørene til at skabe en stiv struktur. Diagrammer SF2 og SF3 nedenfor viser, hvordan triangulering bruges til at stivne en struktur:

en ikke-trianguleret boks har meget lidt styrke. Du kan se dette i aktion ovenfor. Når hånden skubber mod hjørnet af kassen, formes formen til et parallelogram.

nu, hvis vi krydser eller triangulerer kassen med et rør, øges styrken kraftigt:

i diagram SF3 ovenfor trækkes røret i spænding, som om hjørnerne af kassen, hvor den er fastgjort, forsøgte at rive den fra hinanden. På grund af rørets styrke i spænding deformeres kassen ikke til parallelogrammet i diagrammet SF2

triangulering kan også arbejde med rør i kompression. Det ideelle design har dog altid medlemsrørene, der arbejder i spænding, hvilket giver langt overlegen styrke til rør, der arbejder i kompression.

Diagram SF4 nedenfor viser, hvordan den belastning, der påføres, nu forsøger at knuse eller komprimere røret i stedet for at rive det fra hinanden. På grund af den reducerede styrke i kompression kan buckling blive et problem.

Tilbage til diagram SF1 er der adskillige eksempler i dette diagram på, hvordan åbne kasserørstrukturer er blevet trianguleret for at skabe et meget mere stift chassis. Diagrammet viser også suspension og andre monteringsbeslag.

rumrammer bruger normalt firkantede eller runde slanger. Firkantet rør er lettere at arbejde med, fordi skæring det indebærer lige snit i en bestemt vinkel. Runde slanger støder ikke godt op mod andre runde rør og kræver derfor en speciel rørhak for at skære runde former ind i den.

det centrale aspekt af spaceframe design er at identificere og analysere de belastninger, der kan forventes, og designe rammen og triangulering til at håndtere disse belastninger på en optimeret måde. Da slanger i spænding giver højere styrke end kompression, kan en lettere gauge slange anvendes i spændingsbelastede områder for at spare vægt. I områder, hvor slanger ser kompressionsbelastninger, kan en tungere måler eller større diameter slange være bedre at bruge.

monokok Chassis

monokok chassis er teknisk set en forbedring i forhold til spaceframe chassis. Diagram MC1 nedenfor viser et simpelt eksempel på forskellen mellem rumramme og monokok design.

den monokokke “boks” til venstre bruger et panel af materiale til strukturelt at “fuldføre” boksen. Når hånden skubber mod den i den retning, der vises med den grønne pil, skaber den en forskydningskraft over panelet. Denne kraft håndteres effektivt på samme måde som en spændingsbelastning er af spaceframe trianguleret boks til højre. Men hvis hånden skulle skubbe fra den anden side af kassen, kunne rumrammerøret potentielt kollapse i kompression, mens monokokboksen ville opføre sig på samme måde som den gjorde før. Se diagram MC2 nedenfor:

begge typer chassis kan laves lige så stærke som hinanden. Men for at gøre en tilsvarende styrke spaceframe kræver generelt mere materiale og derfor mere vægt. De anvendte materialer gør også en stor forskel.

I diagram MC3 nedenfor vil både den monokok “boks” til venstre og den fuldt triangulerede rumramme “boks” til højre håndtere belastninger på samme måde (vi har udeladt bagsiden af rumrammen “boks” for at undgå visuelt at komplicere diagrammet)

selvom monokokken normalt kan gøres lettere og stærkere end en rumramme, har den nogle ulemper, der gør det mere kompliceret at designe, bygge og betjene.

for det første kræver monokokken, at strukturen dannet af panelerne er “komplet”. Hvis du observerer “boksen”i diagram MC3, som vi brugte til at demonstrere monokokken, kan du forestille dig, at den ene side af den mangler som vist i diagram MC4 nedenfor:

Vi kan skubbe på hjørnet af kassen, hvor tre paneler mødes (vist til venstre), og det vil ikke Kæde (meget), men skubbe på et hjørne ved siden af, hvor den manglende side skal være, og kassen spænder (som vist til højre). Hvis der findes en åbning, skal chassiset håndtere belastninger gennem en understøttende underkonstruktion.

et primært mål i monokok design er at sikre, at der ikke er uhåndterede belastningsstier, der kan få monokokstrukturen til at spænde. En buckled monokokk er ikke bedre end et buckled spaceframe rør.

i tilfælde af dårligt håndterede belastningsstier kan rumrammen være mere tilgivende, da rørdiameteren og stålmaterialet normalt giver en mere gradvis fiasko end en monokok. Det er dog bedre at designe chassiset korrekt i første omgang og derefter stole på at bemærke gradvise fejl.

dette bringer os til et andet vigtigt punkt om monokokken—hvis den er beskadiget, er det vanskeligt at reparere sammenlignet med spaceframe-rør. Det er også vanskeligt at opdage skader på en monokok, mens bøjet eller brudt slange er ret let at få øje på.

vridningsstivhed

vridningsstivhed er en egenskab ved hvert køretøjs chassis, der bestemmer, hvor meget vridning chassiset vil opleve, når belastninger påføres gennem hjulene og affjedringen. Diagram TR1 nedenfor viser princippet.

et chassis, der har meget vridning, håndterer ikke så forudsigeligt som et, der har meget lidt, fordi chassiset ved at dreje begynder at fungere som en forlængelse af suspensionen. Suspensionen er designet til at give hjulene/dækkene mulighed for at følge vejens bump og dips. Hvis chassiset vrider sig, når et dæk rammer en bump, fungerer det som en del af affjedringen, hvilket betyder, at det er vanskeligt eller umuligt at indstille affjedringen. Ideelt set bør chassiset være ultrastivt,og suspensionen overholder.

torsionsstivhed måles i lbs-ft/grad eller kg-m / grad. Den ene ende af chassiset (for eller bag) holdes stille, og den anden ende er afbalanceret på et punkt, og vridningen påføres via en bjælke. Diagram TR2 nedenfor viser grundideen:

tip til chassisdesign (1/2)

ændring af Produktionschassis

når du overvejer at ændre et produktionsbaseret chassis til montering af alternativ affjedring, motorer eller drivlinje, skal du bruge tid på at studere unibody (nyere køretøj) eller stigeramme (ældre køretøj) strukturer. Strukturerne dannet af producentens chassisdesignere har stærke områder beregnet til belastninger og svage områder, der ikke er beregnet til at bære belastninger. Det er kritisk at identificere de korrekte dele af chassisstrukturen, der skal skæres eller ændres.

overvej at bruge skalamodeller af køretøjet (hvis der blev lavet plastmodeller), til at mockup ændringerne eller 3D-modelleringsprogrammer til at gøre det samme. Hvis ændringerne involverer affjedringen, såsom sænkning af køretøjet, skal du først modellere den nye affjedring. Nogle gange vil sænkning af køretøjet, mens du bruger de samme ophængsopsamlingspunkter, skabe dårlig håndtering.

Byg Chassismodeller

modellering af et spaceframe-chassis med balsa-træpinde giver dig mulighed for at se førstehånds forskellene triangulering gør for stivheden af et chassis. Herb Adams, i sin bog “Chassis Engineering” giver et helt kapitel om chassis modellering ved hjælp af balsa og papir. Hans anbefaling er for en 1/12 skala model.

ligeledes kan brug af pap, papir og lim til at bygge modelmonokokker også være en meget givende og billig læringsoplevelse. Det fantastiske ved disse materialer er, at de ikke har meget styrke, og derfor kan de deformationer, som belastninger skaber, let ses, når belastninger påføres.

Design chassiset efter affjedringen

det er meget lettere at designe en foreløbig affjedring i henhold til reglerne og god geometri og derefter bygge chassiset, så det er i overensstemmelse med ophængsmonteringspunkter og fjedre / spjældbeslag. Se afsnittet ” Design af din egen racerbil “

overvej belastningsstierne

et chassis handler ikke om at” absorbere ” energi, men snarere om support. Når du overvejer placering af rør, skal du visualisere “belastningsstier” og overveje at bruge Fea (Finite Element Analysis programmel) til at hjælpe med at analysere belastningsscenarier. Belastningsstier defineres som de kræfter, der følger af acceleration og deceleration, i længderetningen og laterale retninger, der følger slangen fra element til element. De første kræfter, der kommer til at tænke på, er ophængsbeslag, men ting som batteriet og føreren lægger vægt på spaceframe-strukturen.

Maksimer CG-placering og køretøjsbalance

tyngdepunktet påvirker bilen som et pendul. Det ideelle sted for CG er absolut mellem for-og baghjul og venstre og højre hjul. Placering af CG for eller bagud eller til venstre eller højre for dette punkt betyder, at vægten overføres ujævnt afhængigt af hvilken vej bilen drejer, og om den accelererer eller decelererer. Jo længere fra dette ideelle punkt, jo mere den ene ende af bilen fungerer som et pendul, og jo vanskeligere er det at optimere håndteringen.

CG er også højdeafhængig. At placere en motor højere fra jorden hæver CG og tvinger større mængder vægt til at overføre, når der drejes, accelereres eller decelereres. Målet med køretøjets design er at holde alle fire hjul plantet, hvis det er muligt for at maksimere grebet, så Placering af alle dele i bilen på deres lavest mulige placering hjælper med at sænke CG-højden.