价格不定,有的7-800就行,有的要7-8000元,甚至有些要上万元不等
赛车运动发展很快,而作为一级方程赛车的基础,具有很强娱乐趣味的卡丁车(GO-KART)在许多国家里开展得非常广泛。中国的赛车运动也是从卡丁车起步的,但发展的势头很猛,真有点出人意料。
在这篇文章里主要讨论有关卡丁车道的设计问题:分析卡丁车道设计时应该考虑的因素;阐述卡丁车道的设计原理和概念;回答通常设计卡丁车道时遇到的一些具体问题。希望本文提供的技术信息,能对准备从事或已在从事赛车行业的朋友都有些帮助。
卡丁车道设计时,首先要考虑的是安全设计,要从多薯念方面因素严格予以保证,达到卡丁车和车道的和谐。包括设计软件和硬件的结合,顾客对娱乐性和刺激性的兼顾,安全措施和宽松环境的融合等等。
在解决上述每一个问题时,都有需要明确一些条件。如:车道上使用的障碍形式;卡丁车的形式;赛场以车道和岛区组成,还是一片大的开放空地;车道是否要有很多倾斜的弯道或直道;车是否要带自动关闭系统,自动关闭系统的型号和规格等。这些条件都对最后建成什么样的车道有很大的影响。并且还直接关系到赛车场的投资者、员工和游客。
目前,卡丁车道的设计方案已有很多种,与车道相关的设计要素有:桥、长直道、弯曲道、平坦弯道、倾斜弯道、有岛的发车区域、无岛的区域、车道上的卡丁车、分散在建筑物内的卡丁车等。
(1)总体理念
我们是针对客户需求进行卡丁车场设计的,根据客户提供的场地,采用最好的方案,还要考虑用最小的投资,创造出惊险、安全的赛车场环境。
车道应包括:水泥车道(或柏油车道)和钢盘车胎混凝土障碍,车道几何形状,尽可能多的设置弯道和短直道,允许逆向行驶。还应设有岛和遮阳棚,车道应该可以容纳各种型号、不同厂家生产的卡丁车。
(2)车道几何形状
为了使卡丁车更吸引人,可以把车道设计成各种形状。比如惊险的整体设计,促使驾驶者必须集中精力才能完成动作;设计倾斜弯道,使速度显得更快,在不减速的情况下改变行驶方向。在整个赛场上,车道不应有太多的急转弯,以免导致很多驾驶者控制失常。但如果相反,车道做成半径太大的弧形,会给人感觉速度太慢,产生枯燥感。枯燥的设计会使游客不再来玩,这对于业主来说是灾难性的,除非是设在大旅游区内的卡丁车场,不需要担心没有回头客的光顾。
最有效的设计是:车道的几何形状能够使单独驾驶的游客,在没有竞争者进行比赛的情况下,也能得到最大的乐趣。如果只有游客之间进行比赛才能得到乐趣,那么,很多年青人和没有经验的游客就不会再来光顾了。目前,大多数的卡丁车场是按照单车程序进行设计的,相对于两车竞赛来说,上述理念就更加重要了。
有些设计者总希望设计足够长的直道以供超车。但是,增长直道,也就无形中增加了枯燥区。虽数睁困然直道对喜欢超车的人有好处,在与对手相互比赛时,长距离直道可以加速超车。但从卡丁车场经营需要出发,还是要求尽量设计短的直道而增加弯道。驾驶者驶过弯道需要更高的技巧,我们希望通过一系列转弯给驾驶者以更大的挑战。
(3)车道和排水系统的结合
在开始设计车道几何形状和坡度的时候,就需特别注意一个最重要的问题,这就是排水系统的设计问题。包括确保水不会积在车道上或发车区,而应保证顺利地把水排到土地里,且不影响员工的活动。不会形成死水坑或长时间积水。除此之外,还应注意车道位置和排水设施不要对整个场地的排水系统造成不良影响。
在平整的地方,道路的横向至少要有1.5%的坡度。而且,直向坡度和横向坡度的总和也应达到这个最小值。
(4)车道坡度
在卡丁车道设计中的普遍经验是避免车道斜度达到5%。这是为了避免车停下来后重新起动时的困难,或因驾车人的体重太重而下滑。如果可能,我们建议任何时候都避免5%的斜度。因为考虑到很多新卡丁车配备的是9马力的发动机,扭矩、功率都很大,如果卡丁车场上配备了很多种型号的卡丁车,那么,速度快的车和其他各种卡丁车同在斜度很大的车道上会造成速度差别,从而拉开很大的距离,使得驾驶慢速车的人感到不愉快。
(5)车道宽度
车道的宽度取决于车道的类型和在车道上运行的卡丁车的型号。一般推荐的卡丁车道宽度在6米到8米。在美国也有个别控制很严格的小型车场上,把车道宽度减小到18英尺,也就是5.5米宽。在车道早仿上约有1.5米宽的车道被安全车道占据,转弯处没有必要加宽车道,因为车手会尽量靠近里侧车道,占据“快速”道。弯道处的倾斜越来越多地被采用,这是因为弯道速度快带来的趣味性和要求排水性能好的原因。转弯处的最小内转弯半径应不小于3米,即使是这样,还是要注意转弯不能太急,避免滑出车道。特别是单轮驱动车左转弯时,容易滑出车道。如果不能做到最好车道的要求,可以选用2轮驱动,使急转弯更加安全些。
对于冲刺车道和其他环形或长方形车道的最小宽度应与车场的运作方式、运行卡丁车的型号、数量等通盘考虑后决定。
(6)使用卡丁车的数量
在卡丁车场这个行业中,一般遵循的规律是每辆车占据40英尺(即约为12米)长的车道。这条规律是很准确的,当然,要再提高卡丁车的数量,也就是缩短每辆车占据的车道长度是可能的,但必须要更加严格的操作和配合。
这里指的使用卡丁车数量是根据车道长度而言的,也就是说受车道长度限制的最大配置车辆数。从投资经营角度需要配制多少卡丁车,包括备用车,那是另外一个问题。当然他也要受车道长度的制约。
(7)车道长度
卡丁车场的车道长度没有确切的最小值和最大值。长度是由车道类型、车的数量和可用面积决定。曾经设计过最短只有425英尺(即130米)的车道,运行得也很好。但是需要注意,短的车道要限制车的数量。一般认为,卡丁车道至少应在700—1200英尺(即约为200—350米)长以上。车道越长越容易设计惊险的弯道和有趣的路段,也可以容纳更多的车。卡丁车最大的乐趣是左右转弯,上坡下坡,避免设计单调的平、直、长的车道。
车道的最大长度也是讨论得很多的一个问题,这里有两种完全相反的观点。一是认为修建一条长车道,不如另外修建第二条车道可以提供更多的变化。二是认为车道长一些可以设计出许多变化。卡丁车作为一级方程赛车的摇篮,必须保证比赛所必需的弯道难度和直道加速段。培养卡丁车驾驶者逐步熟悉和适应一级方程车赛。因此,没有较长的车道就不可能达到这一目标。在美国一般建议车道长度在300—400米,占地面积为45000平方英尺(即4200平方米)。而我们建议的车道长度在500—1000米,占地面积在6000—10000平方米(即约为10—15亩)
(8)发车区和小片区域是否应有岛
在发车区和小片区域中修建高出路面的坚硬的岛,把车分流到单行道中是更安全的,这些单行道的宽度应比行驶车的车道大约要少1英尺许(约0.5米),有了岛,顾客和员工就有了更多的保护,避免了和其它车相撞。
(9)车道的建造
车道有水泥路面和柏油路面两种。混凝土车道坚硬、耐久。路面颜色的深浅会影响车道温度,特别是高温的夏季,水泥路面比柏油路面要凉爽得多,这使得职工和游客都更加舒适,轮胎的损伤也大大减少。水泥路面的车道如果施工质量好,可以使用很多年。
因为卡丁车车辆很小,又缺乏弹性减震,不能跳跃,这意味着在不平的路面上极易受损。路面越平整,卡丁车的寿命就越长,游客的乐趣也越多。
准确地安置水泥路面纵横向的收缩装置也很重要。缝隙不正确会导致车道突然塌陷,损坏车辆。空隙和接合处的深度,由板的厚度和是否使用加强钢筋及车道形状决定。
柏油路面的特点适用于建造高速公路、停车场,但建造卡丁车道的效果不如水泥路面。因为天气炎热时,柏油会移动,产生车辙,导致失控。雨后又需要更长的时间才能恢复路面重新使用,柏油路面不易于氧化。尽管柏油路面造价低,建造容易,但可能将会多花一些费用在路面的修补和车辆的维修上。
(10)车道是否设桥
现在有不少卡丁车场,在车道上设计有桥。这样的设计可以使车道变化增多,又可以使车道立体相交,在较小的场地上安排尽可能长一些的车道,趣味性也可以相应增加。
但美国家庭娱乐中心(FEC)的设计者们,对于卡丁车道上设桥的问题,一般都持有基本否定的意见。认为没有必要。
因为车道上设桥必须注意以下问题:
1、桥下垂直距离必须达到6英尺(即约2米),与标准的门道一样,距离小了会导致在桥下工作的人员撞伤头部。
2、桥上要有供职工行走的过道,过道设在护拦的外面,车道两边都要有扶手栏杆。
3、上下桥的坡道要低于5%。
4、车道设桥后,减少了控制人员的视野,就需要更多的职工管理车场。
主张设桥的主要原因,除空间限制外,还有人认为车道上的桥可以增加卡丁车场的美感。但建桥对于卡丁车道的整体成本将大幅度增加。还需要更多的车道工作人员,以免产生盲区。
目前,各地大部分卡丁车道桥下的空间,都比我们这里规定的最小空间要小得多。如果一个身高比桥下空间高的员工跑去处理桥下情况,或在桥下工作后站起来时,都会有可能撞伤头部。目前有些桥太低,甚至个子较高的卡丁车驾驶员把胳膊举过头顶通过桥下时,就会撞到桥上而受伤,所以卡丁车车道设桥必须十分谨慎。
(11)卡丁车道的布排方式和造价
1、设桥的车道
2、平场地车道
3、赛车车道
业主常常关心的问题是一个好的卡丁车场建造成本大约是多少?这要由当地的情况决定。但总的来说有一个统计。在美国建一个500米长的车道大约在112500—225000美元。在我国约为800000—1500000元人民币。这个成本里除包括500米长车道外,还包括小片区域、护栏、等候车道、灯等,但不包括维护站、建筑物、有棚的发车区、桥和隧道。
(12)车道防护系统
当参观卡丁车场时,一个很引人注目的地方是车道护栏,整齐的车道和两边的护栏能给游人一种安全感,而且护栏也给车场增加了美感。
我们参观全美的许多新旧车场时,明显地感到,人们对于护栏应如何构筑及护栏的功能,有着截然不同的观点。
不幸的是卡丁车行业仍然太小,而车场又太多样化了。目前,还无法引起对护栏的深入研究和发展,这意味着有关现有护栏优点和危险性的信息仍然十分缺乏。最近国际卡丁车协会(IRGA)参与了评估三种主要护栏的测试。但是,结果还未公开,我们期待着结果的公布。
虽然大家都认为护栏设置的目的是确定车道的边界。但这并不是每个人都意识到了护栏还有这样一个重要的功能,那就是当车不能保证正确行驶方向时,可以吸收或分散碰撞的能量。
从护栏设置目的和用途的不同认识出发,就有对护栏的多种选择,但归纳起来,选择护栏的目的大致有以下几种:
1、使车保持在车道上行驶;
2、保护驾驶者、员工和旁观者;
3、减轻碰撞对人和设备的损坏;
4、达到保险公司和主管部门的要求。
以上几条都非常重要。虽然人人都希望他的车道设计和运作尽可能安全,但目前一般使用的防护系统的安全性使人担心,在车道设计和建造过程中,出于最初的成本考虑,护栏选择不当导致了后来潜在的费用和损失增加。如设计缺陷导致保险额的增加,保险限度外的责任也增加;运营中的维护保养费用增加;护栏损坏延误经营的损失增加;以及顾客遇到问题导致公共关系恶化,使收入减少等等。所以在建造卡丁车道时,防护系统的投资必须充分保证。
选择护栏不能只从外观好看考虑,应与有资格的专家仔细讨论,合理选择。这里我们根据设计经验和对许多车场设备的考察,总结各种护栏的优缺点,现推荐如下,供卡丁车场建造工程参考。我们建议护栏应由固定在轮胎上的钢盘组成,轮胎平放在车道上,间距为1—3英尺(即约3—8厘米)。与混凝土护栏相接,轮胎应与混凝土及钢盘固定。
当然,除了这种护栏方式外,其他用来吸收冲撞能量的方式,可以想象出很多很多。如放在地上的卡丁车轮胎,填满沙子或混凝土的汽车轮胎,宽窄不同的铁轨,嵌套式弹簧,旧车的前后弹簧等。从成本和安全两方面考虑,可以自由选择。最好的护栏系统还是5/8”(即16毫米)厚的热轧扁平钢板条。5—6英寸(即125—150毫米)宽,200英尺(60米)长。钢条被固定在旧车轮胎上,所以,护栏的中心与车上防撞杆的中心成一线。
有人认为旧轮胎太难看,但旧轮胎吸收冲撞能量最好,并且花费最小。塑料管护栏可能外观最好,但在吸收能量方面不起作用,一辆500磅重(226公斤)的卡丁车,在20MPH(英里/小时),即约32公里/小时的速度下行驶,可产生12000磅(5443公斤)的冲击力,如果不是被护栏吸收这样大的冲撞能量,那么,这个能量就要由你的车和驾驶者承受,后果就可想而知。正确设计的护栏可以产生14—18英寸(约350—450毫米)的位移量来吸收冲撞能量,所以不要把轮胎放得过密,这样就没有了移动的空间,实际上就成了坚固的整体。冲击时护栏被抬起,车如果冲进护栏下就可能导致人员受伤。
总之,车场使用的卡丁车类型,安全护栏的高度,载重量和行驶速度,都决定了对护栏的选择。如果随意选择或推荐错误将导致不良的后果。
(13)卡丁车控制系统
卡丁车究竟应该走多快,在美国一般推荐的速度是20MPH(英里/小时),即每小时32公里。我们也只主张卡丁车车速定在30—40公里/小时。因为速度不是目的,尽管卡丁车随着其功率和排量的变化,可以把时速提高到60公里、80公里,甚至更高。但没有这个必要,驾驶卡丁车不是行驶有多快,而是希望感觉有多快。所以,推荐的车速一般在中速。
目前有许多卡丁车场设置控制系统,允许经营者调整车道上卡丁车的速度。虽然各种控制系统的功能不同,但各有优点,都增加了车道的安全。保险公司十分欢迎把控制系统纳入总体设计。大多数经营者已经或正在把控制系统纳入他们的运营中。
美国J&J公司在过去四年中开发了FJY BY WIRE系统,它解决了速度控制和遥控卡丁车中产生的问题。过去车速的控制由简单的停止气阀解决,这有限的限制了最高速度,但也限制了行驶中提速和转弯离心力的控制。简单地想象一下,就是在车子的油门下放置一个2×4的垫,限制油门的供油量。但这很不方便,为了解决这个问题,J&J公司改变为使用电子系统。采用一个外接速度传感器,一个逻辑模块和一个伺服电机,我们就能够得到最好的速度控制和加速的结合。在油门和引擎间有机械连接,但最大速度和小片区域,候车区域的速度由调速器上的伺服电机控制。车上的逻辑模块,接收节流阀传感器的信息,根据输出的速度,调整伺服电机控制调速器获得最大的速度,在弯道以外和坡道上加速,就能达到发动机的最大设计能力。在控制系统中安置环形线路,使所有车减速,但仍能慢速行驶,开进小片区域。另外一个环形天线使所有车都恢复原来的速度。这样,就控制了只有在小片区域中允许低速行驶。另外该系统有故障检测功能,当发生故障时,会引发低速状态。同时,有可选的故障灯系统,更加增加了安全性。
(14)其他设计中应考虑的事项
在卡丁车道的发展中还有许多问题。如正确的发车区设计、维修场地、燃料储存、进入车道的等候队伍、发车区入口安全门、安全指示灯、车控制系统、防护系统、职工能到达车场的各个地点、经营者的观察能力等等。这些都是在本文中均未讨论到的问题。在处理这些问题时,要征询专家的意见,事先做出计划,进行通盘规划。
(15)结语
卡丁车道、迷你高尔夫球场和家庭娱乐中心的设计,已从最初的原始状态走了很长一段路。随着对这些设施的建造地址的选择,建造方法和管理能力的不断发展。游客也不断趋于成熟。所以,尽可能确保计划的周密性越来越重要了。
一般的工程师可能没有接触过休闲娱乐业,不太了解现代休闲娱乐的各种要素,对于卡丁车的专业技术更不一定熟悉,在没有行业经验的情况下,必须依靠行业中有特殊经验的公司完成工程。但无论如何,树立正确的设计理念是能否做好工程的关键。