Скоростной стабилизирующий момент колеса
Модераторы: Black, Boris Leibman, genkor
Скоростной стабилизирующий момент колеса
«…Устойчивость движения автомобиля обеспечивается стабилизацией управляемых колес, т.е. способностью управляемых колес возвращаться в нейтральное положение (положение, соответствующее прямолинейному движению автомобиля) без помощи водителя…»
А.И. Гришкевич. Автомобили. Теория.
«…Уменьшение перемещений управляемых колес обеспечивается их стабилизацией – способностью колес под действием внешних сил сопротивляться отклонению от нейтрального положения и автоматически возвращаться в него после прекращения воздействия…»
В.В. Ларин. Теория движения полноприводных колесных машин.
Скоростной стабилизирующий момент колеса
Однажды 14-летний сорванец по имени Игорь решил махнуть к своей однокласснице, живущей в соседней деревне. Оседлал он своего двухколесного боевого коня и покатил напрямик по местной грунтовке. Стоит отметить, что наш Игорёк владел велосипедом воистину виртуозно. И вот, не доезжая до домика подружки метров этак 100, и заприметив, что та стоит рядом с калиткой и смотрит в его сторону, решил он продемонстрировать свою лихость и героизм - отпустил руль и далее поехал без рук, как неоднократно проделывал ранее. Практически доехав до своей лукаво улыбающейся одноклассницы наш герой сбавил скорость и уж было собрался ухватиться за рога руля, но тут вдруг переднее колесо наехало на неровность, резко вильнуло в сторону, и отчаянный велосипедист, успев сгруппироваться, полетел через руль и кубарем покатился по пыльной дороге, к счастью ничего не себе переломав.
И отделался лишь парой ссадин, перепачканной одеждой, да язвительными насмешками вредной девчонки.
Этот обидный конфуз крепко засел в вихрастой голове любознательного юноши, и уже на следующий день он стал экспериментировать: ездил без рук по дорогам различной ровности и с различными скоростями. И даже попробовал поездить с 24-х кг. гирей, привязанной к переднему багажнику. В ходе испытаний им были выявлены следующие закономерности.
1. Чем выше скорость движения, тем стабильнее держит курс переднее колесо (и наоборот).
2. Чем больше неровностей на дороге, тем чаще переднее колесо норовит вывернуться в сторону, и тем большая скорость требуется для безопасной езды.
3. Увеличение веса приходящегося на переднее колесо практически никакого влияния на стабильность его положения не оказывает - что с гирей, что без гири, каких-то явных изменений испытатель не заметил.
Очень любопытно стало нашему герою: а отчего же так происходит? И вот в один прекрасный день он набрался смелости и спросил об этом своего соседа дядю Колю, в своей прошлой жизни бывшего конструктором.
Тот усадил пацана рядом с собой за стол, взял лист бумаги, карандаш, и начал рисовать схему, по ходу рассказывая Игорю удивительные вещи.
Оказывается, если продолжить вертикальную ось колеса до ее пересечения с плоскостью дороги и отложить там точку О, а затем продолжить ось поворота колеса и отложить точку А, то становится очевидным, что на отрезке О-А в пятне контакта шины с опорной поверхностью образуется плечо, называемое «плечо устойчивости», поскольку колесо как бы отстает от точки А и стремится распрямить траекторию. И если во время движения при наезде на неровность колесо начнет отклоняться от нейтрального положения (поворачиваться), то на данном плече тут же возникнет стабилизирующий момент, стремящийся возвратить колесо в нейтральное положение. И чем больше скорость движения, тем больший может возникнуть стабилизирующий момент, препятствующий повороту колеса, следовательно, увеличивается стабильность положения последнего. Из-за этой особенности такой стабилизирующий момент и назвали скоростным.
Отсюда становится понятным почему с ростом скорости легче ездить на велосипеде без рук. Данный конструктивный способ стабилизации управляемого колеса путем продольного наклона его оси поворота, издавна применяемый в велосипедах, мотоциклах и мотороллерах, часто используется и в подвеске автомобилей.
А вот увеличение приходящегося на колесо веса никакого влияния на скоростной момент не оказывает. Прибавка веса увеличивает другой стабилизирующий момент - упругий, возникающий вследствие эластичности шины, который тоже проявляется с ростом скорости. Но это увеличение заметно лишь у широких автомобильных шин с хорошей эластичностью при их качении по поверхностям с высоким коэффициентом сцепления. А на стабилизацию велосипедного колеса, особенно на грунтовках, возросший вес практически никакого влияния не оказывает, в чем и убедился еще ранее Игорь на собственном опыте.
Третьей составляющей стабильности является центробежная сила, возникающая при вращении велосипедного колеса: под её воздействием оно стремится принять нейтральное положение подобно монете, которая не может стоять на своем ребре, но зато может некоторое время на нем катиться по прямой линии, пока не снизится её скорость.
И еще в конце этой познавательной беседы дядя Коля объяснил любопытному мальчику, что нижние концы велосипедной вилки называются перьями и специально изготавливаются с изгибом, чтобы обеспечить пружинящее действие конструкции для частичного смягчения толчков от неровностей дороги, передающихся на руль.
После прослушанной лекции ошарашенный новыми знаниями Игорёк сгоряча дал дяде Коле обещание по окончании школы непременно пойти учиться на конструктора.
На что получил совет выкинуть из головы всякие глупости и лучше пойти на повара, по крайней мере голодать не придётся.
Вот какие забавные истории порой происходят в российской глубинке…
Лев Тюрин
Новогорск, апрель 2014
А.И. Гришкевич. Автомобили. Теория.
«…Уменьшение перемещений управляемых колес обеспечивается их стабилизацией – способностью колес под действием внешних сил сопротивляться отклонению от нейтрального положения и автоматически возвращаться в него после прекращения воздействия…»
В.В. Ларин. Теория движения полноприводных колесных машин.
Скоростной стабилизирующий момент колеса
Однажды 14-летний сорванец по имени Игорь решил махнуть к своей однокласснице, живущей в соседней деревне. Оседлал он своего двухколесного боевого коня и покатил напрямик по местной грунтовке. Стоит отметить, что наш Игорёк владел велосипедом воистину виртуозно. И вот, не доезжая до домика подружки метров этак 100, и заприметив, что та стоит рядом с калиткой и смотрит в его сторону, решил он продемонстрировать свою лихость и героизм - отпустил руль и далее поехал без рук, как неоднократно проделывал ранее. Практически доехав до своей лукаво улыбающейся одноклассницы наш герой сбавил скорость и уж было собрался ухватиться за рога руля, но тут вдруг переднее колесо наехало на неровность, резко вильнуло в сторону, и отчаянный велосипедист, успев сгруппироваться, полетел через руль и кубарем покатился по пыльной дороге, к счастью ничего не себе переломав.
И отделался лишь парой ссадин, перепачканной одеждой, да язвительными насмешками вредной девчонки.
Этот обидный конфуз крепко засел в вихрастой голове любознательного юноши, и уже на следующий день он стал экспериментировать: ездил без рук по дорогам различной ровности и с различными скоростями. И даже попробовал поездить с 24-х кг. гирей, привязанной к переднему багажнику. В ходе испытаний им были выявлены следующие закономерности.
1. Чем выше скорость движения, тем стабильнее держит курс переднее колесо (и наоборот).
2. Чем больше неровностей на дороге, тем чаще переднее колесо норовит вывернуться в сторону, и тем большая скорость требуется для безопасной езды.
3. Увеличение веса приходящегося на переднее колесо практически никакого влияния на стабильность его положения не оказывает - что с гирей, что без гири, каких-то явных изменений испытатель не заметил.
Очень любопытно стало нашему герою: а отчего же так происходит? И вот в один прекрасный день он набрался смелости и спросил об этом своего соседа дядю Колю, в своей прошлой жизни бывшего конструктором.
Тот усадил пацана рядом с собой за стол, взял лист бумаги, карандаш, и начал рисовать схему, по ходу рассказывая Игорю удивительные вещи.
Оказывается, если продолжить вертикальную ось колеса до ее пересечения с плоскостью дороги и отложить там точку О, а затем продолжить ось поворота колеса и отложить точку А, то становится очевидным, что на отрезке О-А в пятне контакта шины с опорной поверхностью образуется плечо, называемое «плечо устойчивости», поскольку колесо как бы отстает от точки А и стремится распрямить траекторию. И если во время движения при наезде на неровность колесо начнет отклоняться от нейтрального положения (поворачиваться), то на данном плече тут же возникнет стабилизирующий момент, стремящийся возвратить колесо в нейтральное положение. И чем больше скорость движения, тем больший может возникнуть стабилизирующий момент, препятствующий повороту колеса, следовательно, увеличивается стабильность положения последнего. Из-за этой особенности такой стабилизирующий момент и назвали скоростным.
Отсюда становится понятным почему с ростом скорости легче ездить на велосипеде без рук. Данный конструктивный способ стабилизации управляемого колеса путем продольного наклона его оси поворота, издавна применяемый в велосипедах, мотоциклах и мотороллерах, часто используется и в подвеске автомобилей.
А вот увеличение приходящегося на колесо веса никакого влияния на скоростной момент не оказывает. Прибавка веса увеличивает другой стабилизирующий момент - упругий, возникающий вследствие эластичности шины, который тоже проявляется с ростом скорости. Но это увеличение заметно лишь у широких автомобильных шин с хорошей эластичностью при их качении по поверхностям с высоким коэффициентом сцепления. А на стабилизацию велосипедного колеса, особенно на грунтовках, возросший вес практически никакого влияния не оказывает, в чем и убедился еще ранее Игорь на собственном опыте.
Третьей составляющей стабильности является центробежная сила, возникающая при вращении велосипедного колеса: под её воздействием оно стремится принять нейтральное положение подобно монете, которая не может стоять на своем ребре, но зато может некоторое время на нем катиться по прямой линии, пока не снизится её скорость.
И еще в конце этой познавательной беседы дядя Коля объяснил любопытному мальчику, что нижние концы велосипедной вилки называются перьями и специально изготавливаются с изгибом, чтобы обеспечить пружинящее действие конструкции для частичного смягчения толчков от неровностей дороги, передающихся на руль.
После прослушанной лекции ошарашенный новыми знаниями Игорёк сгоряча дал дяде Коле обещание по окончании школы непременно пойти учиться на конструктора.
На что получил совет выкинуть из головы всякие глупости и лучше пойти на повара, по крайней мере голодать не придётся.
Вот какие забавные истории порой происходят в российской глубинке…
Лев Тюрин
Новогорск, апрель 2014
Не совсем верный рисунок.
Точка "А" образуется прямой проходящей именно вдоль вот этого малого изгиба, а не вдоль оси вилки.
Делается для того, чтобы не наклонять сильно вилку и руль, не перегружать этот узел.
Точка "А" образуется прямой проходящей именно вдоль вот этого малого изгиба, а не вдоль оси вилки.
Делается для того, чтобы не наклонять сильно вилку и руль, не перегружать этот узел.
De omnibus dubitandum.
2. ......загрузка данных.....
1. "Venator" -class "CV-J Destroyer" (Trooper 3.0 TDI) продан
2. ......загрузка данных.....
1. "Venator" -class "CV-J Destroyer" (Trooper 3.0 TDI) продан
Таких смелых рисунков видеть ранее не доводилось, видимо я еще слишком молод и мало жил 
Здесь текст к рисунку, видимо перепечатка какой-то старой советской книги http://exos.ru/modules/Articles/article.php?storyid=22
Здесь текст к рисунку, видимо перепечатка какой-то старой советской книги http://exos.ru/modules/Articles/article.php?storyid=22
Пардон, я перепутал с маневренностью.
Дело в том, что маневенность, есть, обратнозависимая величина от устойчивости.
Если вилку не гнуть , то отрезок ОА получается относительно большим. Это повышает устойчивость но в тоже время снижает маневренность.
Для этого гнут вилку так, чтобы найти компромисс между устойчивостю и маневренностью. (уменьшить отрезок ОА)
Чопперы, например, имеют сильный наклон передней вилки, и как следствие огромную устойчивость. Но маневренность никакая, он даже не в силах развернуться там, где спокойно разворачиваются легковушки.
Дело в том, что маневенность, есть, обратнозависимая величина от устойчивости.
Если вилку не гнуть , то отрезок ОА получается относительно большим. Это повышает устойчивость но в тоже время снижает маневренность.
Для этого гнут вилку так, чтобы найти компромисс между устойчивостю и маневренностью. (уменьшить отрезок ОА)
Чопперы, например, имеют сильный наклон передней вилки, и как следствие огромную устойчивость. Но маневренность никакая, он даже не в силах развернуться там, где спокойно разворачиваются легковушки.
De omnibus dubitandum.
2. ......загрузка данных.....
1. "Venator" -class "CV-J Destroyer" (Trooper 3.0 TDI) продан
2. ......загрузка данных.....
1. "Venator" -class "CV-J Destroyer" (Trooper 3.0 TDI) продан
Позвольте не согласиться.Lew писал(а):Основная цель загиба перьев - придание упругости конструкции, чтобы слегка пружинила и толчки от дороги в руль не билиЕсли вилку не гнуть , то отрезок ОА получается относительно большим. Это повышает устойчивость но в тоже время снижает маневренность.
Основная цель загиба перьев, это уменьшение отрезка, ну и как следствие конструкции, придание упругости.
Современные велосипеды практически лишились этого загиба. Даже неподрессоренные передние вилки прямые (упругость?).
Конструкторы манипулируют только углом наклона самой вилки. И есть разные способы крепления оси колеса, под вилкой, над вилкой, этим можно немного регулировать рабочий отрезок.
De omnibus dubitandum.
2. ......загрузка данных.....
1. "Venator" -class "CV-J Destroyer" (Trooper 3.0 TDI) продан
2. ......загрузка данных.....
1. "Venator" -class "CV-J Destroyer" (Trooper 3.0 TDI) продан
Риторический вопрос; что было раньше, яйцо или курица?Основная цель загиба перьев, это уменьшение отрезка, ну и как следствие конструкции, придание упругости.
Мне думается сначала конструкторы сделали загиб перьев, чтобы улучшить пружинящие свойства, а потом уже стали мудрить с наклоном оси поворота.
Потому что изгиб перьев сразу же уменьшает прочность конструкции.
И если пошли на уменьшение прочности, значит на то были свои причины
Тут Вы правы, скорей всего, маневриность не была в то время приоритетом конструкции.Lew писал(а):Риторический вопрос; что было раньше, яйцо или курица? Мне думается сначала конструкторы сделали загиб перьев, чтобы улучшить пружинящие свойства, а потом уже стали мудрить с наклоном оси поворота. Потому что изгиб перьев сразу же уменьшает прочность конструкции.
И если пошли на уменьшение прочности, значит на то были свои причины
Хотя в той же книге, на которую Вы сослались, читаем:
"Практически для велосипедов разного назначения плечо устойчивости передней вилки берется в пределах 40-75 мм. Для дорожных мужских и подростковых велосипедов, выпускаемых отечественной велопромышленностью, плечо устойчивости передней вилки принято в пределах 50- 74 мм; у спортивно-туристских велосипедов производства Харьковского велозавода плечо устойчивости составляет 50мм; у спортивно-шоссейных – 45-50 мм и гоночных велосипедов для трека 55-65мм."
Со временем меняются приоритеты потребления, и как следствие этого, конструкторские изыскания и акценты расчетов.
De omnibus dubitandum.
2. ......загрузка данных.....
1. "Venator" -class "CV-J Destroyer" (Trooper 3.0 TDI) продан
2. ......загрузка данных.....
1. "Venator" -class "CV-J Destroyer" (Trooper 3.0 TDI) продан