サスペンション独学ノート2019年まとめ② 「スタビライザーによるロール剛性の補正」

前回で前後バランスの考察を進めて、前後ピッチ剛性の設定傾向が見えてきました。
まだ裏取り計算が出来ていませんが
現時点での「気付き」をまとめておきます。

独学ってホントに時間掛りますよねぇ、、、、
調べた事を整理して並べて比較したり、他の要素を加えたり
中には間違った情報も混じっているいるので、よくよく考えてオミットしたり
間違った情報って多方向から比較して考察していると「綻び」が見えてくるんですよね

僕も正しいとは限りませんが(笑)

どこかの専門学校とかで理屈だけでも教えてもらえれば、「正しい理論」を足掛かりに「そんなの当たり前でしょ!!」ってドンドン進めるんですが

本を読んで考えて、
稚拙ながら数字を並べて、
ノーマル車両の数値と比較して、
実験して記録して考察、、、
このループを繰り返しながら進むしかない

まぁ、、、
簡単に答えは出ないだろうけど
未開の地を手探りで進むのが一番面白い
グライダーの競技曲技飛行も似たような「探求の旅」だから、「僕が楽しいと感じる遊び」はコレで
一生悩み続けるんでしょうね(笑)

さて、、、
お題のスタビライザーを使ってのロール剛性の補正ですが
images (4)

スプリング系の設定の順番を整理すると
前後のバネ上固有振動数からホイールレートを計算して、スプリングによるピッチ剛性とロール剛性が決まります。
ホイールレートにサスペンション形式による要素(レバー比&ACF)を織り込めばスプリングレートが計算できますね

このスタビライザー無しの状態でもロール剛性が満足できればOKですが、、、
車両側の要件でロール剛性は変化するので補正が必要になります

ロールモーメントの総量変化傾向としては、、、
・車両要素としてトレッドが狭くて重心高が高いほどロールモーメントが大きくなり、
・タイヤグリップが高いほど旋回加速度(g)が大きくなりロールモーメントが大きくなる
images (4)

前後のロールモーメントの差は
・前後のトレッド違いやサスペンションアーム角度の設定によるロールセンター高の違い(ロール軸)の傾きにより前後で変化します
前輪駆動車は前下がり
fwd-roll-centres

後輪駆動車は後ろ下がり
RWD-roll-centres
に設定されているようです。

スプリングでピッチ軸の剛性は決定しているので、
前後のロール剛性の過不足をスタビライザーで補正してステアバランスを調整するって事だと考えます

だからあくまでも調整用の補助スプリング
必要最低限のレートにしないと独立懸架サスペンションの利点を殺してしまう事になります。

ノーマルスプリングの325i CabrioletにMテクニックのスタビライザーの組み合わせで感じているフロントの限界の高さは、
Mテクニックサスペンションのスプリングとスタビライザーの組み合わせでは
車高変化によるロールセンターへの影響が大きいストラットサスペンションのフロント車高が下がる事によりロールセンターが低くなりロールモーメントが大きくなる分をスタビライザーで補正していますが
現状のノーマルスプリング+Mテクニックスタビライザーの組み合わせだとロールセンター高さは変わらずにスタビライザーが強化されているので、
よりフロントのロール剛性が高くなっている状態で
バランス的には318isに近い状態になっています。
Frスタビライザー計算雹

E36 325I CABRIOLET 【スタビライザー交換】③ 仕様比較して傾向を掴もう

もう一つ考えられるスタビライザーの使い方が

スプリングで作られるロール剛性とスタビライザーで作られるロール剛性のバランスも「サスペンションの味付け」の要素の一つで
ロール剛性とピッチ剛性のバランス感覚
「ピッチ→ロールの過渡領域の味付け」も考える必要がありますね、、、、

僕のM3はホイールレートは高くスタビライザーはノーマルなので
「ピッチ軸は固く、ロール軸は柔らかい」セッティング
(ツインスプリングなのでロール剛性もおのずと強化していますが)
325i Cablioretはホイールレートはノーマルでスタビライザーレートは高いので「ピッチ軸は柔らかく、ロール軸は硬い」セッティング
どちらかが極端に強いセッティングは違和感を生むはずなので
M3のスタビライザーセッティングは再考の必要がありますね

スプリングによるピッチ剛性に見合ったロール剛性をスタビライザーで調整すれば、もう一つ先が見えるかもしれない

スタビライザーの選択肢は少ないのでスタビライザーを決めてから、スプリングレートでピッチ&ロールのバランスを調整して「自然な姿勢変化の推移」を作り込む事になるので

社外品のスタビライザー径からスタビライザーレートを求めてホイールレートでの変化率を求めて、過剰にならないスタビライザーを選択し
スタビライザーで強化されたロール剛性の分前後のバネ上固有振動数を低くして自然なピッチ→ロールの過渡特性を探す。

ロール剛性を維持したままバウンス系を柔らかく設定しなおせれば「しなやかで限界が高い脚」ってヤツが作れるかもしれませんね

最後に
「M3のスタビライザー設定の理由」が少し見えてきて

ストラット懸架でレバー比1にして他の3シリーズに対してフロントのスタビライザーレートが著しく高いセッティングにしているのは、、、

エンジンパワーの違いによる加速力の違いが原因で、
多少の補強やジオメトリ変更は入っていますが同じシャシーで標準3シリーズに対して+180馬力近いハイパワー化とワイドタイヤが生む加速gを受け止める為にリアのバネ上固有振動数が高くなり、
前後のロール剛性バランスが崩れスプリング単体ではフロントのロール剛性不足になるので、
フロントスタビライザーのレートを高めてロール剛性を補正していて
ロアアーム懸架にしなかったのは同じスタビライザーレートを得る為には約30㎜近い太さのバネ鋼が必要になるので、フロントオーバーハングの重量増を嫌ったと考えられます

今回の325i Cabrioletのスタビライザー変更で少し視野が広がったので
後日、考察の確認計算してみます
まだまだ長い旅になりそうです、、、、

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