BAC Mono építése 2. rész

Első futómű

Először is elnézést kérek, de az utóbbi időben nagyon elfoglalt voltam és sajnos nem volt időm a blogírásra, azonban az autó építésével haladtam amennyire csak tudtam. Kárpótlásul szolgálhat viszont, hogy megpróbáltam javítani egy kicsit a tartalom minőségét, ezért barátom The Medium segítségével (mint operatőr) elindult a KockaAutó csatorna a Youtube-on. Itt is figyelemmel követhetitek majd a kocsi épülését és még jobban tanulmányozhatjátok. Próbálok majd tippeket is adni, hogy hogyan csinálhattok még valósághűbb, illetve jobb modelleket magatoknak. Innentől kezdve tehát minden bejegyzés végére bekerülnek a témához készült videók is.

A hosszas bevezető után azonban a lényeg, hogy sikeresen elkészítettem a Mono első felfüggesztését. Próbáltam magam tartani a lehető legjobban az előre kigondolt tervhez és valami igazán jót összerakni. Ehhez szükségem volt minden tudásomra és legfőképp türelemre...nagyon sok türelemre. Az első rugózási modell összerakása és a kész futómű között majdnem 1 hónap telt el! Szerencsére ez volt valószínűleg a legtöbb munkát igénylő rész az építés során, hiszen ez határozza meg az autó szélességét, hasmagasságát, azt, hogy milyen alacsony lehet a karosszéria, a váz méretét és felfogatását, szóval majdnem mindent. Ezért sem kapkodtam el a dolgot és a végeredmény ezt remélem hűen tükrözi.

Alap felépítmény:

A végleges első futómű

• Az alap elképzelésem valósult meg, amelyben vízszintesen lettek elhelyezve a rugók és az alsó és a felső lengőkar is párhuzamos egymással és a vázzal. Maga a felépítménye nagyon erős lett. Elsőre átláthatatlannak tűnik, de mindennek megvan benne a maga helye és funkciója. A legalapvetőbb problémám ugyanis az volt, hogy a rugózás erejét nem bírta ki a szerkezet. A rengeteg tervezés és próbálkozás eredménye végül mégis kifizetődött, minden erőhatást elvisel amit kell neki.

Teszt darab

Több más elrendezést is kipróbáltam:

• A rugókat függőlegesen, kissé befelé döntve. Ezt az elrendezést én csak "ál vonórudas"-nak hívtam, hiszen a rudazat inkább alulról emelte a rugókat, mintsem húzta volna a rugót összenyomó elemet. Emellett ráadásul magasabb is lett az elvártnál és a felépítménye sem volt elég erős.

"Ál vonórudas" elrendezés

•  A másik próbálkozás pedig a felső lengőkarok szögbe állítása volt. Ennek a felépítménye is gyenge lett, ráadásul a lengőkarok helyzete miatt rossz erőhatások léptek fel a vonórúdnál, ami folyton szétjött. Nyomórudashoz ajánlom ezt az elrendezést, de vonórudashoz semmiképp. 

Szögbe állított lengőkaros verzió alulról jól látható rugózással

Futómű geometria:

• Csapterpesztés

A felső lengőkar 2 egységgel (stud) rövidebb az alsónál ezáltal 2/5-ös eséssel  (5 le 2 oldalra) bír, ami elég nagy azonban a lehető legjobb geometriát ezzel értem el, mert így a kerék belső szélétől 2 egységgel beljebb éri el a kerék és a talaj találkozási pontját a gömbcsuklókon átmenő képzeletbeli vonal.

Alkalmazásával rugózáskor a különböző hosszúságú lengőkaroknak köszönhetően nő a kerékdőlés. Ennek kanyarodáskor van jelentősége: Az ívkülső kerék a karosszéria dőlése miatt nagyobb terhelést kap, ezért nő a kerékdőlés (negatívabb lesz), így nő a tapadás is és stabilabb lesz a kanyarvétel.

Másik hatása pedig, hogy a kerekeket egyenesben próbálja tartani, azaz javítja az egyenesfutást és kormány visszatérítő erőt fejt ki kanyarodáskor.

• Utánfutás

Fontos, hogy csak a pozitív utánfutás előnyös! Ekkor a felső lengőkar az alsó mögött található. Ez a geometria a jármű egyenestartására van jótékony hatással.

Az én esetemben az eltolás mértéke 1 egység. Nem tűnik soknak az eredmény azonban meglepően látványos. Elég nagy az utánfutás, más hétköznapibb autóknál a fél egységű is tökéletesen megteszi, ekkora inkább versenyautókon vagy pályaautókon szokott lenni, mint amilyen a Bac Mono is.

• Kormánytrapéz

Ez talán a leghasznosabb egy Lego autó építésekor. Azon alapszik hogy egy kanyarban a két keréknek más utat kell megtennie. A belső kisebb ívet kell, hogy befusson és mivel a két kerék sebessége kb. ugyanakkora, ezért jobban kell fordulnia. Így nagyon jó kanyarodási tulajdonságot kapunk, szinte behúzza magát az autó a kanyarba. A való életben is használják, ám mivel ez lassú haladásnál vagy lassú kanyaroknál igazán effektív kevésbé széleskörűen alkalmazott. Versenyautóknál az ellentétét is alkalmazzák javítva a nagy sebességű kanyarvételt gyors kanyarokban. De mivel ez egy Lego  autó nem képes hatalmas tempóra. 

Ezt egy trapéz forma alkalmazásával érjük ezt el. A kormánymű a hosszabb alap, ha a lengőkarok előtt található és a rövidebb alap, ha mögöttük. 

Kormánytrapéz és az új kerékagy

Kiemelném, hogy a kerekek rugózáskor nem fordulnak kifelé vagy befelé (bump steer), ami egy futóműnél, ahol a kormányrúd hosszabb vagy rövidebb a lengőkaroknál könnyen előfordulhat. Ez egy nagyon nem kívánt geometriai probléma, hiszen negatív hatással van az autó stabilitására (legalább is az első tengelynél). Ezt megszüntetni nekem is nehezen sikerült. Utánaolvastam, de nem nagyon találtam érthető verziót a megoldásáról. Aztán valahogy mégis félig-meddig felfogtam mi lehet a kulcs és egy próba után egyből meg is oldottam a problémát. A titok nyitja egyszerűen megfogalmazva annyi, hogy szemből nézve a lengőkaroknak és a kormányrúdnak párhuzamosnak kell lennie.

Fontos volt számomra az építésnél az is, hogy az autó elég kis ívben kanyarodjon és közel legyen az elérhető maximális kormányszöge a valódi autókéhoz javítva ezzel a kezelhetőséget, játszhatóságot. Ez elég jól sikerült végül, sőt már-már a driftes kormányszöget is eléri.

A kormányzást egy servo motor működteti és ezt az SBrick-kel vezérlem majd. 

• Kerékdőlés

Negatív kerékdőléssel (ez előnyös csak) a kanyarokban nagyobb tapadási felülete lesz a keréknek emiatt nagyobb sebességgel lehet kanyarodni. A mi esetünkben ez nem túl jelentős szintén a kis sebesség miatt. Alapból nincs vagy elhanyagolható a kerékdőlése az első futóművemnek, de kanyarodáskor, amikor igazából fontos, akkor a csapterpesztésnél említett módon nagyobb lesz az értéke.

• Keresztstabilizátor 

Az a funkciója, hogy megakadályozza a karosszéria dőlését. Kanyarokban a centrifugális erő miatt kifelé dőlne a karosszéria a tehetetlensége következtében, ez azonban rossz hatással van az autó kanyarsebességére. Ezt a jobb és bal oldali felfüggesztés összeköttetésével tudjuk kiküszöbölni. Így, ha az egyik oldalon felfelé mozdul el a kerék és összenyomja a rugóját, akkor egy rudazat miatt, ami a felfüggesztéseket összeköti megemeli a másik oldali kereket és szintén rugózásra kényszeríti. Ezzel együtt csökken a hasmagasság ugyan, de a karosszéria kifelé dőlése is. 

A keresztstabilizátor működése

Fontos, hogy a független felfüggesztés előnyeit ne csökkentsük le nagyon, azaz nem szabad "túl jól" működő stabilizátort csinálni. Lego-nál még működőt se könnyű, szóval alapvetően ettől alapvetően nem kell tartani. Az én megoldásom egy Technic tengely csavarodásán alapszik. Ha az egyik oldalon lévő szürke L alakú kar felfelé mozdul, akkor azt a tengely továbbítja a másik oldalon hozzá kapcsolt karhoz. Ez az elrendezés annál hatékonyabb, minél közelebb vannak a karok a vázhoz vagy egy szilárd ponthoz. Az enyém nem olyan effektív, mint szerettem volna, de így is van érezhető hatása.

Az én megoldásom a stabilizátorra

Ennek a rendszernek az alkalmazását nagy méretű és/vagy nehéz járművekhez ajánlom, hiszen ott van a legnagyobb haszna és értelme.

Előre láthatólag az elkövetkező időben sűrűbben jönnek majd a bejegyzések mert több időm lesz építeni és írni is és, mert a téli szünet folyamán szeretném teljesen befejezni. A következő részben maradunk a futóműveknél, ezúttal a hátsó vesszük majd szemügyre.

A végére pedig itt a videó is:

BAC Mono építése 1. rész

Futóműalap

Sok tervezés és próbálkozás után végre megkezdtem BAC Mono építését!

Egy nagyon nagy munkába fogtam bele, amikor végre elkezdtem megvalósítani az ötleteimet a futóművel kapcsolatban. Sokkal nehezebbnek ígérkezik elkészíteni, mint azt elsőre gondoltam, de hát ez természetes egy ilyen komplikált dolognál, amit ráadásul még senki sem csinált előttem, szóval minden tervezési hibával, gyermekbetegséggel és lehetőséggel csak az építés alatt szembesülök. 

De inkább nézzük, mi kellett nekem ahhoz, hogy megfelelő legyen a futómű, ami majd végül a kocsiba kerül!

Először meg kell találni az adott futómű típus alapvető tulajdonságait:

Mekkora legyen a teljes szélessége?

• Ehhez fel kell mérni, mekkorák lesznek a lengőkarok, a kerék felrakva, a kerékagy, és mennyi hely marad a futómű között. 

Nekem a 28 cm teljes szélességhez kellett tartanom magam a méretarány szerint, ezért, hogy minél több helyem maradjon középen, a lehető legrövidebb lengőkarokat kell alkalmaznom, de úgy, hogy közben különböző hosszúságúakat használok és a geometriára is figyelek. 

A csapterpesztés és a kerékdőlés megfelelő értékének belövése

Ekkor nagyon fontos a csapterpesztés (kingpin) és a kerékdőlés (camber) pontos beállítása. A csapterpesztés akkor ideális, ha a feltett keréknél a kerék közepét, vagy kissé azon belül éri el a földet tengelye (sárga vonal). A kerékdőlés pedig akkor, ha egy kicsit befelé dől, azaz negatív.

Szintén ide tartozik, hogy a kerékagy sem jó, ha széles. Az az ideális, ha minél közelebb van az alsó lengőkar a kerékagy kerékkel való csatlakozási síkjához

Milyen hosszú legyen?

• Itt a lengőkarok felfogatási pontjait kell nézni, ahol a vázhoz csatlakoznak, illetve, hogy mekkora hely szükséges a kerék teljes elfordulásához mindkét irányban

Ez általában nem szokott nagyon fontos lenni, de mégis jó, ha a futómű hosszában sem foglal olyan sok helyet, mert így több tér marad a vázban, amit fel lehet használni. Nálam ez is nagyon kritikus, mert a lengőkarok nagyok és széltében is nagy helyet foglalnak. Nem is alul, hanem leginkább felül kell ezt figyelembe venni. A Mono egy nagyon lapos autó, a kerekektől befelé és az autó orra felé is komoly lejtése van a karosszériának, ezért rugózáskor esetleg akadályozhatja a lengőkarokat.

Normál és egy fordított elrendezés, mely több helyet ad a karosszériának

 A második elrendezésnél figyelni kell, hogy a felfogatási pont a vázon ne essen a lengőkar középvonala mögé, mert az rosszul terheli a lengőkart és az akár el is deformálódhat az erőhatásoktól.

Hogyan érem el, hogy legyen utánfutás és kormánytrapéz?

• Az utánfutás elég egyszerű, csak el kell tolni a felső lengőkarokat. Fontos azonban, hogy az autó hátulja felé kell eltolni, mert ezzel érünk el pozitív utánfutást, javítva ezzel az egyenesfutási és kanyarodási tulajdonságokat. Ha rossz irányba toljuk el és negatív lesz, azzal a kívántak ellenkezőjét érjük el!

Utánfutás

A képen jól látható, hogy egy elég nagy utánfutást (narancssárga vonal) terveztem a függőlegeshez (zöld vonal) képest. Nem szabad ezt se túlzásba vinni, mert az is rossz hatást eredményezhet. Én itt 1,5 egységgel toltam el a lengőkarokat, de lehet, hogy a véglegesen csak 1-el fogom.

• A kormánytrapézt úgy lehet elérni, ha a kerékagy gömbcsuklóinak síkjától  szemből eltérünk (elől kifelé, hátul befelé)

Enyhe kormánytrapéz

Milyen magas legyen?

• Ez az adott autótól függ, de a lehető legmagasabb legyen, amit el lehet érni, mert akkor több hely marad egyéb dolgoknak és könnyebb megfelelő geometriát is elérni
• Figyelni kell arra is, hogy a kerékhez milyen magasságban csatlakozik a futómű

Nekem talán ebből adódik a legtöbb problémám. Ismét csak a Mono lapossága korlátozza a lehetőségeket. Kevés hely marad a lengőkarok között a kormányrúdnak, a vonórúdnak és a stabilizátornak. A lehető legalacsonyabbra kell tenni a felfogatási pontokat a vázon és a kerékagyon is, de úgy, hogy meglegyen a megfelelő hasmagasság is. Ezzel különösen sokat szenvedtem. Íme a próbálkozások: (ezekből nem is mind lett működőképes verzió pl. az utolsó)

Különböző elrendezések

Sok próbálkozás után aztán sikerült végre kitalálni a megfelelőt.

A "jó" elrendezés

Végül ez sem maradt teljesen érintetlen, mert más kerékagyakat is csináltam hozzá, de még nem dőlt el a végleges verzió, talán majd a következő részben.

Egyéb?

• Lehetséges még, hogy a felső lengőkart szögbe állítom hátrafelé, ezzel jobb rugózási tulajdonságokat adva, de ez még nem biztos

Szögbe állított felső lengőkar

Úgy gondolom, egész sikeres lett ez az alap, mert geometriailag mindent tud, amit szerettem volna.

A neheze még csak most jön, mikor már a közel végleges első futóművet csinálom, ahol rengeteg apró dologgal is kell foglalkozni, mint a vonórudak, rugók, kormányzás stb...., de ezek mellett meghatározza az egész autó kinézetét, méreteit és vázát is.

Ha szeretnétek, hogy külön bejegyzésekben foglalkozzak részleteiben a futómű építésének lépéseivel, akkor kérlek, jelezzétek! Mindenesetre, a teljes első felfüggesztés elkészültekor jön biztosan egy új.

Blogindító

Blogindítás

Köszöntök mindenkit ezen a blogon! A KockaAutó Blog  azzal a céllal indul, hogy részletesen beszámoljak egy nagy méretű LEGO autó építéséről.

Az egész történet onnan indul, hogy az iskolámban egy Tudományos Önképző Kör működik. Itt tanárok, tudósok, alkalmasint Nobel-díjasok is tartanak előadásokat, de ezek mellett diákok is lehetőséget kapnak és én is szeretnék tartani egy előadást. 

Engem nagyon érdekel kisgyerek korom óta a LEGO, szeretek belőle mindenfélét építeni, különösen járműveket. Első, teljesen saját tervezésű építményem egy kamion volt hagyományos LEGO elemekből építve és onnantól nem volt megállás. Folyamatosan fejlesztettem a készítményeimet és átálltam a technic-re, meglátva a benne rejlő lehetőségeket. 

Ez a konkrét projekt pedig körülbelül egy éve fogalmazódott meg bennem. Ehhez azonban nem volt elég LEGO-m mind minőségben, mind mennyiségben, viszont az álomautó megvalósításához nem volt magamtól elég pénzem, szóval támogatókat kellett keresnem. Ebben egy tanárnőm is nagy segítségemre volt. Az SBrick-kel vettük fel a kapcsolatot, akik nagyon kedvesek voltak hozzám és szinte mondhatni, hogy a két szép szememért küldtek nekem kölcsönbe egy SBricket, illetve egy hosszabbító kábelt. A többi alkatrészt pedig hosszas keresgélés után egy szintén nagyon kedves embertől vettem, aki a Kockafalu web oldalt és áruházat üzemelteti. Ő is adott még nekem egy kis kedvezményt a megvásárolt 42000 grand prix racer, xl motor és servo motor csomag árából.

Most, hogy minden összeállt nekikezdhettem a kigondolt terv megvalósításának végre.

A terv:

• Az autó, amit összerakok, egy BAC Mono lesz.
  
• A méretarány eredetileg 1/8 lett volna, azonban a LEGO 42000 kerekei miatt meg kellett növelnem 1/6.5-re(60.5 cm hosszú, 28 cm széles, 17 cm magas és 39 cm tengelytávú). Ehhez készítettem is egy méretarányos modellt, hogy lássam mekkora lesz az autó és mennyi hely lesz benne (a bukósisakomhoz viszonyítva, hogy fényképről is lehessen érzékelni, mekkora) :
  
• A meghajtásáról az xl motor fog gondoskodni, ami egy kétfokozatú váltón át jut majd el a kerekekig.
• A váz a Mono vázához lesz nagyon hasonló.
• Lesz egy ön emelő rendszere, amit versenyautókon szoktak alkalmazni kerék cseréhez
• A hátsó szárny valószínűleg állítható lesz. (manuális)
• Működő első fényszóró. (manuális)
• A futóműve lesz talán a legkülönlegesebb. Egy vonórudas felfüggesztés lesz! Ilyet nagyon kevés helyen alkalmaznak a való életben is és MOC-ban (saját készítésű LEGO jármű) még sehol sem láttam, tehát lehetek akár én az első, aki ilyet csinál! Emellett a futómű rendelkezne valóságos geometriával: Utánfutás (caster), csapterpesztés (kingpin), kerékdőlés (camber), stabilizátor (anti-roll bar) és lenne kormánytrapéz (ackermann) is.
• Az egészet pedig egy SBrick vezérelné.

Nehéz és hosszú munka lesz, de remélhetőleg még idén elkészülök vele, ha az időm engedi.

Ha sokaknak tetszik, akkor későbbi munkáimról is beszámolok majd itt nektek, mert a jövőben is tervezem folytatni a hasonló építéseket.

A következő bejegyzésben a megfelelő első futóműalap megtalálásáról lesz szó, mely hamarosan érkezik.