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Dec 11, 2023

この数十年

Per la massima guidabilità e manovrabilità, le barre antirollio dovrebbero essere eliminate.

究極の乗り心地とハンドリングを実現するには、アンチロールバーを捨てて油圧オイルを使用する必要があります。

2000年代初頭、ラリーの世界は熱狂した。 技術的なレギュレーションはかなりオープンで、公道走行車の公認要件はなく、コンピューター技術も向上したため、真にワイルドなマシンのための舞台が整いました。 プジョーは 206 WRC でこのルールを初めて実際に活用しましたが、2003 年に同業者のシトロエンが非常に賢いサスペンション技術でさらに進化し、マクラーレンは現在でもそれを使用しています。

ただし、この物語は、2000 年代の変わり目よりもさらに遡って始まります。 80 年代後半、当時美術教授だったオーストラリア人のクリス・ヘイリングは、新しいタイプの自動車サスペンションのアイデアを思いつきました。 彼の「キネティック」サスペンション システムは、従来のアンチロール バーの限界を克服することを目指しています。 アンチロールバーは明らかに車の両側を接続する固定金属片であり、固定された剛性を持っています。 一部の従来型ユニットにはさまざまな調整機能がありますが、所定の位置にボルトで固定されると、ロール剛性は固定されます。 Race Car Vehicle Dynamics ではロール剛性 (ロール レートとも呼ばれます) を定義しているため、設定された「ボディ ロール 1 度あたりのボディ ロールに抵抗するモーメント (トルク)」に縛られています。

ヘイリングのソリューションは、車の反対側を油圧で連結します。 基本的に、キネティック サスペンション車のダンパーは上部と下部のユニットが分かれています。 自動車の片側の圧縮ユニットは流量制限バルブと油圧ラインを介して反対側のリバウンドユニットに接続されており、その逆も同様です。 これは基本的に油圧式アンチロール バーを作成します。 ホイールが圧縮されると、ダンパー内のピストンが圧縮ユニットを押し上げ、その上部ユニット内の流体が車を横切って反対側のリバウンドユニットに流れ、ホイールを車体に向かって押し上げます。 ロールバーの剛性は、柔軟な膜で分離された液体と窒素を備えた金属球であるアキュムレーターによって制御されます。 気体は圧縮できますが、液体は圧縮できないため、システム内に過剰な液体があると膜を押し上げ、窒素を圧縮します。 (アキュムレータは、DS などの油圧空気圧式シトロエンのサスペンション球と同じ基本原理で動作します。) ダンパー ユニットと油圧ラインの間にあるバルブが減衰力を調整します。

(Engineering Explained では、Jason Fenske がマクラーレンで使用されているシステムを視覚的にわかりやすく説明しています。これがどのように機能するかをよりよく理解したい場合に最適です)

基本的に、キネティック サスペンションは、ホイールの垂直方向の動き (圧縮とリバウンド) を水平方向の動き (ロール) から切り離しますが、ロール剛性に関しては膨大な帯域幅を提供します。 ヘイリングはオフローダー向けにシステムを開発しました。ホイールのアーティキュレーションを高めるには、アンチロールバーはまったく必要ありません。 しかし、道路では、アンチロールバーなしで走行するのは、よく言っても不快で、最悪の場合は危険です。 一部のジープ ラングラーにはオフロード走行用にアンチロール バーの接続が解除されていますが、公道を走行するにはバーを再接続する必要があります。

Heyring がシステム開発のために設立した会社 Kinetic は、1999 年にアメリカのサプライヤー Tenneco に買収されました。 シトロエンは、優勢なプジョー チームと対戦しており、キネティック サスペンション システム、または少なくともそのバージョンが、クサラ WRC に優勢な 206 WRC に対して優位性をもたらすだろうと考えました。 クサラ WRC には、油圧システムによってサポートされる一種の分割金属アンチロール バーが組み込まれていました。 これは、シトロエンのラリードライバーに優れた柔軟性を備えた車を提供しました。荒れた地形では、各ホイールが多くのくぼみ、山、隆起、ジャンプ、岩など、ラリーのステージで目にするすべてのものを処理できる帯域幅を備えていました。 より高速で滑らかな道路では、ロール剛性を効果的に高めて速度を高めることができます。

これは、空力プラットフォームをより安定に保つのにも役立ちました。 完全に滑らかなトラックであっても、常に動き回るレースカーの空気の流れを管理するのは難しい。それが、特に新しい地面効果時代の最新の F1 カーが非常に硬くなければならない理由である。 世界ラリー選手権のさまざまなステージでは、サーキット レーシング カーとは異なり、ラリー カーは非常に多くの距離を移動するため、ホイール トラベルも必要です。 たとえば、アクロポリス ラリーの埃っぽいステージに対処できるほど車を柔らかく保ちながら、適切なレベルの空力プラットフォームを作成するにはどうすればよいでしょうか? シトロエンにとって、キネティック システムはその答えであり、チームを WRC の強豪に変えるマシンの重要な部分でした。

モンテカルロでのレースデビュー戦で、シトロエンは1-2-3フィニッシュを飾り、クサラWRCの威力を証明しました。 その年のドライバーズチャンピオンはペター・ソルベルグがスバルを駆って優勝したが、シトロエンはコンストラクターズタイトルを獲得し、2004年と2005年に両方のタイトルを獲得したのも、両方のドライバーズタイトルを獲得したセバスチャン・ローブというフランス人によるところが大きい。 「クサラの強みの 1 つは、ある地形から別の地形に素早く適応できることです」とローブ氏は 2003 年の Tenneco プレス リリースでこの車について述べました。 「そのバランスは驚くべきものです。」

WRCは、コンストラクターが競争力を維持するためのコストの上昇を認識し、2006年シーズンはシトロエンのものを含むさまざまなハイテクサスペンションシステムを禁止した。 しかしこの時点で、キネティック サスペンションはロードカーに新たな命を吹き込みました。 2004 年のレクサス GX 470 は、この技術をライセンス供与された最初の量産車であり、トヨタは従来のアンチロールバーと連携して油圧システムを使用して適応させました。 しかし、次にライセンスを取得し、このシステムを搭載して走行したのはマクラーレンであり、乗り心地とハンドリングの奇抜な融合を提供する斬新なアプリケーションを自社のスーパーカーに生み出しました。

「できるようにしたいことの1つは、一種のロードゴーイングモードとトラックの剛性を表すものの間でロール剛性を変更することですが、機械的なセットアップでそれを行うのは非常に困難です」とマクラーレン最高技術責任者のチャールズ・サンダーソンは語る。 マクラーレン オートモーティブのバージョンはプロアクティブ シャシー コントロール (PCC) と呼ばれ、2011 年に同社初の現代的なロードカー 12C でデビューしました。サンダーソンは P1 のパワートレインに取り組んでいる間にこのシステムに精通し、その後 720S の車両ダイナミクスを指揮しました。 2018年に彼はマクラーレンを離れ、リビアンに移籍し、このサスペンションシステムをEVスタートアップのオフロードピックアップとSUVに採用した。 彼はほんの数か月前にマクラーレンに復帰した。

PCC はアンチロール バーをまったく使用せず、ロール サポートは油圧システムのみによって生成されます。 「アンチロールバーは線形の剛性を持ち、ロールバーを回転させても剛性は増加しません。しかし、キネティックシステムで回転すると、グラフ上の形状は一種の曲線になるため、回転すると、剛性が増し、転がりに非常にうまく抵抗できるようになります」とサンダーソン氏は説明します。 「つまり、非常に従順な乗り心地が得られ、非常に素晴らしい絶対的なロール角が得られるということです。」 PCC は、走行モードに応じてロール剛性を変更できる油圧ポンプも使用します。

システムには非常に柔軟性があります。 たとえば、マクラーレンは P1 に油圧回路を追加して、ブレーキ時のように車のサスペンションの両側が同時に圧縮またはリバウンドするときに、ヒーブを管理しました。 これは、P1 の膨大な空気力学的負荷を管理するのに役立ちました。 720S では、ケンブリッジ大学の博士課程の学生が作成した予測アルゴリズムに基づいて、新しい制御をダンピング システムに統合した PCC II を作成しました。 車は加速度計を使用して何が起こるかを予測し、それに合わせて減衰率を常に調整します。 その結果、多くの高級セダンよりも優れた乗り心地を実現しながら、サーキットで驚異的なパフォーマンスを発揮する車が誕生しました。 新しい 750S のために、マクラーレンは PCC III をデビューさせました。これは、軽量のスプリング ダンパー ユニット、ダンパー ストラットに統合された新しいアキュムレーター、およびその他のハードウェアの調整を特徴としています。

ロール剛性を変更できるサスペンションシステムは他にもあります。 多くの高級セダンや SUV では、アンチロール バーにモーターが組み込まれており、バーの剛性を変更できます。 これらは非常に効果的ですが、作用が比較的遅く、重いです。 さらに、動作には大量の電力が必要となるため、48 ボルトのシステムが必要になります。 サンダーソン氏は、より強力な電気アーキテクチャが普及しても、アクティブ アンチロール バーは依然として望ましくないものであると考えています。自動車エンジニアは可能な限り効率性を追求する必要があり、大きな電力を消費するシステムは理想的ではないからです。 PCC やトヨタのような他の同様のシステムは、従来の 12 ボルト回路で動作します。 それはさておき、車の左右を繋ぐアンチロールバーがまだあり、ホイールのアーティキュレーションの可能性が軽減されます。 次に、Multimatic の新しいフルアクティブ スプールバルブ ダンパーは、Kinetic システムと同等かそれ以上の柔軟性を提供しますが、48 ボルトの電気系統に加えて、重くて高価な専用の冷却回路も必要とします。 だからこそ、マクラーレンにとって PCC はここに存在し続けるのです。 サンダーソン氏は、パフォーマンスを追求するためにロードカーのダウンフォースレベルが増加するにつれて、さらにユニークな可能性があると考えています。

残念ながらWRCチームは使用できません。

子供の頃から自動車愛好家である Chris Perkins は、Road & Track のエンジニアリングオタクであり、ポルシェの弁明者でもあります。 彼は2016年にスタッフに加わりましたが、それ以来誰も彼を解雇する方法を見つけていません。 彼はニューヨークのブルックリンにポルシェ ボクスターを路上駐車しており、その車を見た者全員、特に著者自身を恐怖に陥れた。 彼はまた、3台所有しているにもかかわらず、自分はコンバーチブル派ではないと主張している。

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