Etujarrujen geometriaa lehtijousi/springerkeulassa

[ma^ko]

Tapahtuu, mutta mä en ikävä kyllä osaa selittää fyysikon termein, että miksi. Se täytyy jonkun muun tehdä.

Se voimapiste ei tollasella tuennalla siirry siinä kehällä yhtään mihinkään, koskei se pääse. Jos linkku ja reaktiotanko olisivat eri mittaiset, voimapiste siirtyisi, jolloin muuttuisi myöskin ton voimavektorin suunta.

Eihän se voimapiste sinällään siirry, mutta vaikutus eli voimavektori tulee keulaan tuon reaktiotangon suuntaisena vetona koska voima on linkitetty edemmän pisteen kautta. Ylös suuntautuva voima ei välity mihinkään. Älkkää eksykö. Satularipustuksen reaktio tanko on vetävä, voima kiinnityspisteelle tulee sen suuntaisena vetona. Voiman suunnan muutokselle syynä on samalla kehällä oleva kuin satula oleva satulanripustuspalikka joka jatkuu eteenpäin ja josta kohdennetaan voima vetona keulan ankkuripisteeseen, käytännössä vaikutus on sama kuin satulan siirrolla ko pisteeseen. Siitä kohdasta mistä otetaan kiinni lähtee voima tangentti irti kehästä ja tuossa rakenteessa se kohta ei ole tarttuva jarrusatula vaan reaktiotangon kiinnityspiste satularakenteeseen. Ilman reaktiotangon pysäytystä satula kulkisi sirosti ympyrää levyn mukana ja tangentti pyörisi 360°. Satulaan sinällään kohdentuu kyllä tuo punainen voimavektori, muttei mihinkään muualle. Koska satula on kiinni kolmiorakenteen takakulmassa ja sen etukulma on kytkentäpiste niin keulaan kohdentuva voimansuunta on käännetty.

Noissa kahdessa esimerkkikeulassa tapahtuu aivan samat asiat, mutta tuo tuplalevyloivimus omaa aivan eri viippasuhteen ja lähtökulman joten asia ei samalla voimalla luonnollisestikaan konkretisoidu saman suuruisena.

[Tuusulan T-Bone]

Muoksis... huomasin olleeni vielä pitemmällä intellektuaalisella harharetkellä kuin äsken osasin kuvitellakaan. Paluu asialinjalle, tai paremminkin sen selittäminen kaikelle kansalle, edellyttää vähän piirustustöitä. Siispä palaan asiaan iltasella!

[ma^ko]

Fakta #4 T-bone eksyi pihalle kuin lumiukko.

Ensinnäkin tuo jarrusatula kello ysissä tuossa loivassa keulassa vetää ylössuuntautuvan voimasektorin suuntaan tasan vain ja ainoastaan omalla massallaan, joka on jotain mitä 300grammaa? Sillä ei ole tässä yhtälössä mitään merkitystä, kuten ei koko svitun jarrun voimillakaan. Se on renkaan vääntämomentti joka kiertää etulinkkua vasten sen normaalia joustosuuntaa ja muodostaa sen antidiven jonkin moisena. Voimapisteeltä voima kohdentuu ei akseliin vaan ripustuspisteeseen haarukassa. Satularipustuksen alapää on kiinni samassa pisteessä johon muodostuu se vääntömomentti joka jarrutuksessa syntyy eli se akseli, sinällään se ei siirrä sitä yhtään mihinkään vaan tarvitaan jokin piste jonka kautta voi tapahtua jotakin ja se tukipiste on ylä reaktiotangon kiinnitys joka pyrkii kummassakin tapauksessa eteenpäin. Ja siitä voidaan sitten arvoida miten kolmiomme käyttäytyy, kummassakin keulassa persaatteessa samoin, kuvat seuraa kohta jatkona tähän. Edelleenkään jarru ei ole oleellinen antidiven tai diven synnyssä vaan varrutuksessa syntyvä vääntömomentti ja sen vaikutus keulan alalinkuissa.

[ma^ko]

Itseasiassa tuo loiva keula sisältää selkeästi enemmän antidivea jarrusta johtuen, voimat ovat samansuuntaiset poislukien se ylössuuntautuva jarrusatulan massan kokoinen merkityksetön voima tuossa loivassa. Kuitenkin kun kolmion yläpiste on "kiinteä" ja voimapisteen ja sen välillä on selkeä vipukulma välittyy jarrumekanismin välittämää antideviä vaki springeriä enemmän. Kuitenkin, edelleenkin oleelliset toiminnalliset erot jos löytyvät, löytyvät muualta kuin jarrusatulan ripustuksesta.

[Tuusulan T-Bone]

Anteeksi nyt vaan mr ma^ko, mutta toi mitä sä selität on ihan kukkua. Samoin kuin se, että antidiiva tulisi siitä, kun etuakseli on linkun tukipisteen etupuolella. Meikällä meni harharetkeilyssä pitkään, ennen kuin hoksasin. Olin alunperin mieltänyt asian ihan oikein. Pitäisi luottaa itseensä, eikä siihen, mitä netissä kirjoitetaan...

[ma^ko]

Mielenkiinnolla odotan uusia faktoja kun edelliset ehti jo pyyhkiytyä, pitäisi näemmä lainata että saa säilyviks ne mihin vastaa.

Hmnn... Kun pysäytät etufillarin tai jarrutat sitä niin se pyrkii "taittumaan alle" koska se on vääntömomentin suunta. Tämän jos jollain kiistät niin olet luonut uutta fysiikkaa. Telekeulalla kun sitä työnnetään niin työntävä tele menee kasaan. Vipukeulassa liike on vivuilla, vain vivuilla, eli mihin ne kääntyy kun jokin pyrkii kääntymään alle. Jarruvoiman tekee jarrulaite, joka on ankkuroitu johonkin, koska muutoin se ei voi jarruttaa. Ankkuroinnista riippuu mihin suuntaan se voima kohdentuu mutta koko jarrulaitteesta ei millään tavoin riipu se perusseikka että eteenpäin olevassa linkussa olava akseli vääntää linkkua alas. Jos akseli on linkun tukipistettä ylempänä kiinni, alas vaan eri oikein pääse, koska liike alaspäin vaatii liikettä eteenpäin. Nyt siis tämä perustilanne joka TOTEUTUU riippumatta millä sitä pyörää jarrutetaan on ihan kukkua kun mr T-bone on löytänyt selityksen jarrun ripustuksesta vaikka ilmiö totetuu vaikkei ko jarrulaitetta olisi lainkaan mutta etufillarin laakeri leikkaisi kiinni...

Blahblah... mikäköhän nyt on kukkua? Kukkua siis myös jos yhdistää kaikki tapahtumaan osallistuvat pisteet kolmioksi liikeratojen hahmottamiseksi, todellakin odotan T-bonen uutta kukutonta fysiikkaa.

[Tuusulan T-Bone]

Hmnn... Kun pysäytät etufillarin tai jarrutat sitä niin se pyrkii "taittumaan alle" koska se on vääntömomentin suunta. Tämän jos jollain kiistät niin olet luonut uutta fysiikkaa.

No sitten mä vissiin olen nerokkaampi kuin itse luulinkaan, mutta totuus on se, että etufillari tai sen akseli ei taitu yhtään mihinkään, vaan etuakseli (ja rengas) on se ainoa asia, joka tossa yhtälössä pysyy paikallaan. Toisin sanoen koordinaatisto voimavektoreita varten lukitaan etuakselin mukaan. Koko motskari ja sitä myöten jousitus sen sijaan liikkuvat jarrutuksessa suhteessa etuakseliin, ei päinvastoin. Noissa pois pyyhkimissäni jutuissa oli faktat muuten oikein, paitsi että erehdyin harhapoluille sen sun mainitseman antidiven syyn kanssa. Sitä syytä ei nimittäin tossa rakenteessa ole. Pyyhin aikaisemmat pois siksi, että täydennän noita kuvia vähän, jolloin niistä selviää sekä harharetkien syy että se, mitä tossa oikeasti tapahtuu.

Huvin vuoksi voit tietenkin olettaa myös, että etuvanne menee jarrutettaessa lyttyyn tai lähtee lentoon...

[ma^ko]

Se ei muuta tuota tilannetta sen vivun suhteen onko etupyörä paikoillaan vai onko se olematta paitsi että jos se on paikoillaan on jarrutus aika turhaa kun liike on jo lopppunut. Tilanne ei kuitenkaan ole yhtään eri sanotaanko että viipan takapää pyrkii etufillarista yli kun se jarruttaa vai etufillari alle, asia on sama. Harhautumiset on ihan sallittuja, niitä on ajoittain itse kullakin, mutta keulan jarrutuskäytöksen osalta on sen jarrulaitteen momentit aikas merkityksettömät, ainakin suuntiin joihin niitä voimia muodostaa vain jarrulaitteen massa.

[ma^ko]

Oleellisin ero noissa esimerkkitapauksissa on, ett kun viippaa tukipisteestään työnnetään kohti akselia, toisen viippa pyrkii automaattisesti taittumaan joustoliikkeensä suuntaan, toisen ei.

[Tuusulan T-Bone]

Tilanne ei kuitenkaan ole yhtään eri sanotaanko että viipan takapää pyrkii etufillarista yli kun se jarruttaa vai etufillari alle, asia on sama.

Onpa sittenkin eri tilanne. Jotta viipan takapää pyrkisi etufillarista yli, pitäisi olla olemassa voima, joka nostaa sitä ylöspäin. Mutkun ei oo, vaan on päinvastoin.

[ma^ko]

Se kumpaa kautta se pyrkii riippuu siitä kumpaan suuntaan pääsee helpommin. On olemassa voima, liike eteenpäin, ja sille vastavoima eli jarrutus joka kokonaisuutena kohdentuu hidastavuuspisteeseen ja työntöpisteeseen. Hidastuvuuspiste on siinä missä tennari tapaa tienpinnan. Seuraava piste on akseli, johon siis kohdentuu liikkeen suuntainen vääntömomentti. Seuraava piste on linkun ripustus joka pyrkii eteenpäin. Näiden pisteiden välillä on linkku johon kummatkin voimat kohdentuu. Se mihin vaiko mihinkään suuntaan linkku kyseisessä tilanteessa vääntyy ratkaisee hyvin yksinkertaisesti se, mihin se helpoimmalla pääsee. Kummatkin kitkapisteet eli kohtauspiste tiehen ja jarrupalat levyä vasten tekevät muutostyötä, muuttaen liike-energiaa lämpöenergiaksi. Vääntömomentti joka kohdentuu akselitasoon pienenee dramaattisesti jos etutennari menettää pitonsda, koska silloin ensinnäkin hidastuvuus vähenee ja liike-energian muunto lämmöksi tiehen kohtauspisteessä lisääntyy. Jarrusatula joka on ankkurissa samalle akselille kuin fillari ei pysty sitä akselia nostamaan kuin omaan massaansa tulevan voimavaikutteen verran ja sillä ei ole kokonaisuudelle mitään merkitystä. Ilman vipupistettä se ei tee yhtään mitään, vaikka paroni von Münchausen nostikin itsensä ja hevosensa poninhännästään niin tosielämäsasä niin ei tapahdu.

[Tuusulan T-Bone]

Edelleenkin siinä pitäis olla voima, joka työntää tai vetää sitä linkun kiinnityspistettä ylöspäin. Mutkun ei oo.

[Tuusulan T-Bone]

Tässä kuvassa pitäisi näkyä kaikki asiaan vaikuttavat voimat:



Fg = maan vetovoima
Fd = hidastuvuusvoima
F? = kitkavoima
Fs = jousitus
Fj = jarrusatulalta lähtevä voima

Maick: onko kaikki oikein piirretty?

Huomatkaapas, että jarrutustapahtuman aikana etuakseli ei liiku yhtään mihinkään, vaan jousitetut komponentit liikkuvat suhteessa siihen! Mr ma^kon teoria siitä, että etuakseli pyrkisi "taittumaan" jonnekin, aiheutti piiiiiitkän intellektuaalisen harharetken...

Muoksis: yksi voima uudelleennimetty hidastuvuusvoimaksi Fd!

[maick]

Jep. Siinä ne on.

Sen verran voisin tarkentaa, että olisi ehkä selkeämpää kutsua voimaa FI hidastuvuus- tai kiihtyvyysvoimaksi. Liike-energia ei oikein sovi tähän voimien tarkasteluun, vaikka se oikeasti siellä olemassa onkin. Ja nuo punaisella piirretyt voimat siis kohdistuvat systeemin massakeskipisteeseen (joka ei ole kuvaan mahtunut). Siinä F on maan vetovoiman ja hidastuvuuden/kiihtyvyyden resultantti keulakulman suuntaan.

[ma^ko]

Edelleenkin siinä pitäis olla voima, joka työntää tai vetää sitä linkun kiinnityspistettä ylöspäin. Mutkun ei oo.

Edelleenkin tarvittava voima siihen että linkku työnettäessä vastetta vasten pyrkii linkkuun on olemassa, koska vain sen linkun kautta sitä voimaa akselillepäin työnnetään. Mikä ylipäänsä liikuttaa etupyörää on akseliin kohdentuva työntö eli eteenpäin oleva voima. Sitä ei tuoda sinne minkään muun kuin tuon linkun kautta. Ja kun voiman reitti on linkku niin vastetta kohdatessaan se pyrkii linkkuun. Se pyrkii linkkuun juurikin siihen suuntaan johon se voimayhtälössään pääsee helpommin. Jos väität ettei linkkua kääntävä voimaa ole, on koko yhtälösi ihan perseellään koska silloin linkun kautta ei etupyörään välity voimaa jolloin se ei liiku eikä pyöri.

T-bone on juuri kehittänyt itsevetävän etupyörän, hyvä askel kohti ikiliikkujaa.