Är en lägre tyngdpunkt alltid bättre?

Man brukar ju säga att ju lägre tyngdpunkt en bil har, desto bättre.
Jag skulle också gärna vilja få ner tyngdpunkten lite på min egen Roadster.
Men att faktiskt lyckas med det är inte så enkelt. Det är många olika saker som måste vägas mot varandra.
Men när det gäller sportbilar tar man ju nästan för givet att tyngdpunkten ska vara låg.

Men nu har vår busige vän aki fått för sig att ifrågasätta hela idén om att ”ju lägre tyngdpunkt, desto bättre”.
Det gäller ju inte bara bilar: tanken att ”mer alltid är bättre” kan vara farlig.
Man behöver se saker ur olika perspektiv och fråga sig: ”Vad händer om man går för långt?”

Fast …
I mangan Initial D står det ju att ju lägre tyngdpunkt, desto bättre …
Och alla experter verkar säga samma sak …
Om alla är överens måste det väl vara sant …
… Men det är ju precis det sättet att tänka som jag varnar för!

Nåväl.
Låt då aki, som alltid ska gå mot strömmen, bevisa att det inte nödvändigtvis stämmer.

En förklaring som världen aldrig tidigare har skådat!
Varför en lägre tyngdpunkt inte alltid är bättre.
Fast … det är nog inte direkt någon världspremiär.

Basic suspension layout: tires, control arms, and body

Vi börjar med grunderna.
Däcken, hjulupphängningens länkarmar och karossen.

Roll center located using suspension arm angles, with center of gravity marked

Med dubbla triangellänkar ligger krängningscentrum ungefär så här.

Center of gravity shown relative to the roll center, the axis the body rolls around

När bilen utsätts för sidacceleration kränger karossen kring krängningscentrum.
Det beror på att det sker en lastöverföring mellan hjulen.
Och eftersom lastöverföring minskar de fyra däckens sammanlagda grepp vill vi i allmänhet hålla den så liten som möjligt.

Det vanliga resonemanget är ungefär så här:
En lägre tyngdpunkt ger mindre lastöverföring.
Alltså är en lägre tyngdpunkt bättre.
… Det låter ju övertygande, eller hur?
Men det är ett lite väl bekvämt resonemang. Nästan för bekvämt.

Body lowered close to the ground, the practical limit of a lower ride height

Om man sänker bilen för att få ner tyngdpunkten kommer karossen förr eller senare så nära marken att den nästan kysser den. Då går det inte att sänka den mer.
Men faktum är …
Det finns ett annat sätt.
Kom ihåg att man måste kunna se saker ur olika perspektiv och tänka utanför ramarna.

Så här löste jag det.

Center of gravity pushed even lower, below the normal ride height limit

Jag grävde ett hål.
Jag vet, jag vet.
Det låter fullständigt löjligt.
Men rent tekniskt är det faktiskt ett fullt giltigt sätt att sänka tyngdpunkten.
Så jag har ju inte sagt något som är fel.
Bara … kasta inte sten på mig riktigt än, är ni snälla.

Om vi tänker efter har vi fäst vikter under karossen, så tyngdpunkten har hamnat under marknivån.
Nu kanske någon säger: ”Vem skulle göra bilen tyngre bara för att sänka tyngdpunkten?”
Men skyll inte på mig.
Jag sa bara att vi skulle sänka tyngdpunkten.
Jag sa aldrig att vi måste göra det på ett vettigt sätt.

Anta nu att vi verkligen kunde sänka tyngdpunkten under marknivån.
När man väl passerat en viss gräns skulle lastöverföringen faktiskt öka om man sänkte tyngdpunkten ännu mer.
Japp.
Sänker man den för mycket börjar lastöverföringen öka igen.
Så man kan inte bara säga att ”ju lägre, desto bättre”.
Där har ni det.
Q.E.D.
Visst, något sådant skulle aldrig kunna hända i verkligheten, så det här beviset är ju inte mycket att ha.

Men här finns en annan intressant följd.
Karossen skulle börja kränga åt motsatt håll.
Ser ni vad som händer?
Vrider man ratten åt höger lutar bilen åt höger.
Normalt lutar ju karossen åt vänster när man svänger höger.

Center of gravity below the roll center, reversing the direction of body roll

Förklaringen är enkel.
Tyngdpunkten ligger nu lägre än krängningscentrum.
En vanlig bil skulle aldrig kunna byggas så.
Men om någon med flit byggde en riktigt märklig bil skulle det vara möjligt.

Tänk på motorcyklar.
När de svänger åt höger lutar de åt höger.
Båtar gör likadant.
Flygplan också.
Det är bilarna som sticker ut, eftersom de normalt lutar åt motsatt håll mot det håll de svänger.
Om man sänkte tyngdpunkten under krängningscentrum skulle en bil bete sig mer som de andra fordonen.
Jag tyckte bara att det var lite intressant.

Ärligt talat …
Jag drog igenom allt det här bara för att få sagt just det.
Om det fick dig att dra på munnen är jag nöjd.

Förresten hör man ofta att en bil slutar kränga om avståndet mellan tyngdpunkten och krängningscentrum blir noll.
Det stämmer.
Men om tyngdpunkten inte också ligger i marknivå sker fortfarande lastöverföring, även om karossen inte kränger.
En bil som inte kränger beter sig helt enkelt som en bil utan fjädring.
Utsätt den för tillräckligt stor sidacceleration, så kan den ändå välta trots att själva karossen inte kränger.

Roll center coinciding with ground level, the case with zero load transfer

Om man på något sätt byggde en bil där
tyngdpunktens höjd = krängningscentrums höjd = marknivå,
så skulle det inte ske någon lastöverföring alls när man vred på ratten.
Då skulle bilen inte heller kunna välta, eftersom det inte sker någon lastöverföring.
En sådan bil kan förstås inte existera.

Ändå …
Jag kan inte låta bli att undra hur det skulle kännas att köra en sådan.
Det är ju bara att sänka en Roadster, gräva ett hål och skruva fast några vikter undertill.
Någon borde prova.
(Inte jag, alltså.)

Det går tydligen att dra det här med att tänka fritt lite för långt också.
Och det är därför man inte alltid kan säga att ”ju mer, desto bättre”.

Eller också …
var hela den här artikeln bara en ursäkt för att fundera på något fullständigt befängt.