Műhely

Számítógép a versenypályán

Avagy hogyan rögzítik és elemzik a versenymotorok jeladóinak adatait.
Euromotor2
MotoStar

Ha valaki az utóbbi években figyelemmel kísérte a gyorsaságimotoros futamokat – lett légyen szó akár a GP, akár a Superbike versenyekről –, tapasztalhatta, hogy minden csapatnál felbukkan egy figura, aki egy kézi számítógépet csatlakoztat a versenygéphez, majd okosan vakargatja a fejét, és tanácsokkal látja el a szerelőket és a versenyzőt. Ő nem a NAGY SÁMÁN, hanem járműdinamikával foglalkozó mérnök, technikus, akinek egy számítógépes program áll a rendelkezésére a motor viselkedésének vizsgálatához. A MAMI tanára, Máthé István most fellebbenti a fátylat erről a „csodaszerről”, hogy legalább vázlatosan megismerkedjünk a rendszer működésével.

Az alapok

Elsőként két olyan fogalommal kell megismerkednünk, amelyeket már valószínűleg mindenki hallott.

Telemetria: távolsági mérés, általában valós időben. A pályán futó motor adatait mérjük, és egy rádióadó-vevő készülék segítségével gyakorlatilag azonnal láthatjuk is a mért értékeket.

Data recording: adatrögzítés. A pályán futó versenygép mért paramétereit egy, a motoron elhelyezett tárolóegységben rögzítik, majd a depóba való visszatéréskor kiolvassák és elemzik azokat.

Mivel a motorsportokban nem szabad menet közben beavatkozni a versenygép működésébe, nem feltétlenül szükséges a valós idejű adatszolgáltatás. Ezért általában a Data recording rendszereket alkalmazzák.

A rendszer felépítése

A bevezetőben még csak egy szoftver ismertetéséről beszéltünk, de azt mindenkinek tudnia kell, hogy a számítógép önmagában semmit sem ért, az csak egy „buta rabszolga”. Ha eredményesen használható eszközt szeretnénk kapni, akkor egy három pillérre épülő rendszert kell fölépítenünk.

I. pillér:
Ide tartoznak azok a mérőberendezések, érzékelők, amelyeket a versenygép adott alkatrészeire telepítve igen pontosan követhetjük azok működését, viselkedését. Természetesen a program megmutatja nekünk, hogy az adott motorra milyen mérőműszereket telepítettünk, milyen egyéb paramétereket adtunk meg. Az általunk vizsgált motor egy Honda CBR600F3, amelynél egy-egy induktív jeladóval mérjük az első és a hátsó kerék elmozdulását valamint a motor fordulatszámát, higanyos mérőműszerrel pedig a jármű hossz- és keresztirányú lassulását (a lassulásmérők jelét egy dőlésérzékelő segítségével korrigálni kell). Megadjuk továbbá az első és hátsó lánckerék fogszámát, illetve a kerekek dinamikus átmérőjét.

II. pillér:
Ez nem más, mint a mérőműszerek által szolgáltatott adatok regisztrálására, grafikus és numerikus megjelenítésére alkalmas számítógépes program.

III. pillér:
A rendszer utolsó, de a későbbiekben látható módon kulcsfontosságú szereplője az a személy, aki az adatok kiértékelését végzi, és ezek alapján következtetéseket von le a versenygép és a versenyző viselkedéséről.

Mi a továbbiakban a szoftver vázlatos ismertetésével, az adatok kiértékelésével és az ezekből levonható következtetésekkel foglalkozunk.

A program működése, használata

A rendszer egyik legalapvetőbb tulajdonsága, hogy regisztrálja a pályán megtett körök számát, az egyes körök megtételéhez szükséges időt, az adott körre érvényes maximális és minimális motorfordulatot, járműsebességet, illetve megjelöli ezek legjobb értékeit. Emellett természetesen szükség van a kézi időmérésre is, hogy a versenyzőt körönként el tudjuk látni információval. Az igazi meglepetés csak ezután következik. A hossz- és keresztirányú lassulásmérő által szolgáltatott jelek alapján fölrajzolható a versenygép által ténylegesen megtett kör, továbbá a futott kör fölbontható kanyarodási és kvázi egyenes szakaszokra. A színekkel és számokkal is megkülönböztetett szakaszok maximális és minimális sebességadatain már nem is csodálkozunk.

Tovább cizellálva a dolgokat, fölrajzolhatjuk egy adott körben a versenygép egyéb paramétereit is. Az alábbi ábra bal fölső sarkában látható a már ismert pályaív, alul pedig a könnyebb átláthatóság kedvéért csak három függvény. A piros színű a versenymotor gyorsulásának változását mutatja a megtett út függvényében. Ha a piros vonal egyenes, az azt jelenti, hogy a gép egyenletes sebességgel halad. Minél nagyobb a vízszintestől való kitérése, annál intenzívebb a keresztirányú sebességének megváltozása. A zöld görbe a jármű pillanatnyi sebességét adja meg a megtett út függvényében, a kék pedig a motor fordulatszámát mutatja. Próbáljuk meg kitalálni, hogy a rajtvonaltól számítottan megtett 5000-5500 láb távolságban (lásd az alsó ábra függőleges segédszálát!) mi okozhatta a hirtelen gyorsulás-változásokat?

A pályaíven látható, hogy éppen az 5. kanyar kimenetén, gyorsítási szakaszban vagyunk. Ez természetesen látszik a jármű sebességét mutató zöld görbe emelkedésén is. A kék görbén (motorfordulat) viszont mindkét gyorsulásváltozásnál jelentős ugrásokat találunk, ami fölfelé történő sebességváltással magyarázható. Tehát a versenyző a kanyar kimeneti szakaszán egymás után kétszer is fölváltott, minek következtében a motor mindkét alkalommal beszitált. Ha a szitálás csökkentésével növelni szeretnénk a kanyarkimeneti határsebességet, el kell döntenünk, hogy mi okozza a beszitálást. Ennek oka lehet többek között a nem megfelelő rugóstag-beállítás vagy a nem kielégítő gumiválasztás, guminyomás. Hogy ezt el tudjuk dönteni, föl kell szerelnünk egy másik jeladót is, ami tulajdonképpen egy csöppnyi infrakamera, és képes mérni a gumiabroncs felületének pillanatnyi hőmérsékletét. Ha a szitálást a gumi hőmérsékletének jelentős növekedése kísérte, akkor túl lágy abroncsot használunk; ha ilyen tünetet nem találunk, akkor a rugóstagok beállításán kell változtatnunk.

Természetesen a pálya bármely pontján és bármely körben elvégezhetők a hasonló elemzések, illetve további mérőegységek alkalmazásával egyéb információkhoz is juthatunk. Ha például a motorhoz kapcsolódó kopogásdetektor vagy lambdaszonda jelét is földolgozzuk, igen pontosan beállíthatjuk a karburátort vagy a benzinbefecskendező rendszert. További lehetőség a motor fordulatszámának statisztikus elemzése. A fenti ábra azt mutatja meg, hogy egy kör megtétele alatt a motorunk mennyi ideig üzemelt egy adott fordulatszám-tartományban. Ennek, illetve a motor nyomaték- és teljesítménygörbéjének ismeretében igen pontosan beállíthatók a nyomatékváltó egyes fokozati áttételei, illetve a szekunder áttétel.

Összefoglalás

Az eddigiekben (természetesen csak vázlatosan) megismerhettünk egy olyan rendszert, amelynek segítségével igen pontosan hozzáhangolhatjuk versenygépünket az adott pályához és környezeti körülményekhez. A gyakorlatilag korlátlan információ-mennyiség felhasználásának ténylegesen csak a képzeletünk és az elemzést végző személy fölkészültsége (na meg persze a pénztárcánk) szab határt. Ez nem a jövő, hanem a jelen technikája, a motorkerékpárokra kialakított rendszer bárki számára hozzáférhető. A cikkben szereplő programot az amerikai Pi Research készítette, de számos más cég is foglalkozik jeladók, adattároló eszközök és elemzőszoftverek készítésével.

Két dologra viszont még ki kell térnünk. Ahol ezt a módszert használják, ott a versenyző már nem hivatkozhat arra, hogy a motor nem elég erős. A mérnökök, technikusok centiméterre pontosan tudják követni a pályán történteket. Ha mindezt továbbgondoljuk, rájöhetünk arra is, hogy a versenyzőkkel szembeni elvárások is megváltoztak. Régebben a technikához is érteniük kellett, mert csak így mondhatták el a szerelőknek, mi a gond a gép beállításával. A mai csúcsversenyzőknek szigorúan tilos mélyebb fizikai ismeretekkel rendelkezniük, mert akkor nem hinnék el a mérnököknek, hogy abba a kanyarba tényleg be lehet fordulni akkora sebességgel.

Az így nyert adatok áttölthetők a motorfejlesztő laboratóriumok fékpadjait vezérlő számítógépekbe is. Tehát a fékpadon a tényleges verseny-igénybevételeket előállítva tesztelhetők a majdani csúcsgépek.

Máthé István
A MAMI Közlekedésgépészeti Szakközépiskola tanára

Comments

comments