Etujarrujen geometriaa lehtijousi/springerkeulassa

[Tuusulan T-Bone]

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.

Vai oisko kuitenkin massakeskipisteen sekä eturenkaan ja tienpinnan kosketuspisteen kautta kulkevan suoran suuntaan, joka siis tässä tapauksessa on hyvin likelle samansuuntainen kuin haarukka?

[Tuusulan T-Bone]

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.

Hehhee...

Se etuakselia eteenpäin työntävä voima löytyy kyllä tosta kuvasta. Etsipä alkajaisiksi se! Kun olet sen löytänyt, niin seuraavaksi voit pohtia, missä kohtaa sen voiman linkun takakiinnityspistettä (etuhaarukkaa...) ylöspäin työntävä projektio on...

[maick]

Vai oisko kuitenkin massakeskipisteen sekä eturenkaan ja tienpinnan kosketuspisteen kautta kulkevan suoran suuntaan, joka siis tässä tapauksessa on hyvin likelle samansuuntainen kuin haarukka?

Juu, siis nimenomaan noin.

[ma^ko]

Ottakaas uusiks ajatuksenne, niin ehkä päädytte joskus tälle planeetalle, nyt nimittäin ollaan tosi hukassa. Kaikki voima etufillarille/etufillarilta kulkee tuon linkun kautta. Alle taittavaa voimaa ei liike-energian ja jarrutuksen aikaansaaman vääntömonentin takia siis synny. Ok. Sitten ei myöäskään voi takapyörää kohottaa missään prätkässä tai fillarissa etujarrulla koska etupyörän vääntömomentin voima ei vie mitään ylitseen. Vaikka se vääntömomentti riittää normaalikulmaisessa moottori/polkupyörässä nostamaan koko svitun ajoneuvon kuljettajineen tukipisteen yläpuolelle niin se ei kykene vääntämään ~10cm nivelöityä vipua alaspäin koska silloin keulan pitäisi pyrkiä ylös ja moista voimaa ei ole, HALOO? Perimetristä parisataakiloista prätkää voidaan syntyvillä vääntömomeinteillä kääntää suuntaan johon ei nivelöityä 10cm palikkaa... tää menee oikeati huvittavaksi jo.

Jarrutuksen ensimmäinen tukipiste on akseli joka pyrkii eteenpäin, se on renkaaseen nähden ainoa tukipiste. Siihen kohdistuu jarruvoiman suuruinen vääntömomentti jonka suunta on se, että kaikki takaa tuleva menee yli, vaikka se koko svitun prätkä jos jarruteho ja pito riittää(kuten monissa pyörissä riittää). Nyt tämän voiman olemassaolo on siis kiistetty ja etufillarilla voi jarruttaa ilman moisen vääntömomentin syntyä? BLAH BLAH. Koko tämä momentti kulkee sen linkkupalan kautta mutta siihen ei kohdistu mitään voimaa... meniköhän ihan vähän metsään?

Oletteko koskaan homanneet että jarrutuksessa ajoneuvon keula pyrkii alas ja takapää ylös, tässä springrissä ensimmäinen kyseisellä tavalla käyttäyutyvä osa on nivelöity etulinkku. Siksi siinä on antidive.

[ma^ko]

Näihin päätyy juurikin kun unohtaa kokonaisuuden mitä tapahtuu ja yrittää analysoida piniä osatekijäitä.

Lähtökohta on kuitenkin se että jarruttava voimapiste on tienpinnassa renkaan ja ien kosketuskohdassa ja liikkuva masapainopiste on huomattavasti ylempänä eli kun jarrutetaan ni koko massa pyrkii yli, sama mihin perustuu esimerkiksi seiväshyppy. Eli kyllä sitä voimaa kääntää sitä linkkua on.

[Tuusulan T-Bone]

Sitten ei myöäskään voi takapyörää kohottaa missään prätkässä tai fillarissa etujarrulla koska etupyörän vääntömomentin voima ei vie mitään ylitseen. Vaikka se vääntömomentti riittää normaalikulmaisessa moottori/polkupyörässä nostamaan koko svitun ajoneuvon kuljettajineen tukipisteen yläpuolelle niin se ei kykene vääntämään ~10cm nivelöityä vipua alaspäin koska silloin keulan pitäisi pyrkiä ylös ja moista voimaa ei ole, HALOO?

Ootko huomannu, että tämäkin mainitsemasi voima löytyy tosta kuvasta? Mainitsemassasi stoppie-ilmiössä vipuvarsi kulkee massakeskipisteestä eturenkaan ja tienpinnan kosketuspisteeseen.

Ei sillä, että yllä mainitulla asialla olisi tässä kohtaa paljoakaan tekemistä sen kanssa, mihin suuntaan haarukan alapää eli linkun taaempi tukipiste liikkuu. Se nimittäin sattuu olemaan jousitettu, samoin kuin laakeroitu. Ja kun lähtötilanteena on jousituksen lepotila, jousitettu massa pääsee liikkumaan vain yhteen suuntaan...

Muoksis: jos jouset ovat niin jäykät, että massakeskipisteen suunnasta tuleva voima ei riitä painamaan jousitusta kasaan, tilanne luonnollisesti muuttuu. Samoin tilanne muuttuu siinä pisteessä, jossa jousitus on täysin kokoonpainuneena. Jos eturenkaalle tulisi näissä tilanteissa riittävästi painoa, tapahtuisi nimenomaan tuo yllä mainittu stoppie-ilmiö ja ukko lähtee tangentin suuntaan... 

[Tuusulan T-Bone]

Piirsin vielä iltapuhteiksi samat voimat orggiskeulassa:



Kun vertailee keltaisella nuolella piirrettyä voimavektoria - erityisesti sen projektioita - orggiskeulan ja Bulletin keulan välillä, pitäisi havaita yksi olennainen ero näiden kahden keulan välillä. Ero ei liity niinkään satulan tuentaan, vaan sen sijaintiin jarrulevyn kehällä. Mutta sen seuraukset ovat keulan toiminnan kannalta sangen merkityksellisiä jarrutustilanteessa!

[Lyytinen]

En sitten pystynyt pysymään tästä poikessa vaikka aluksi meinasinkin . Ihan ensiksi tuhersin tämmöisen kaavion asiasta. Näin tarkastelun aluksi tiedetään varmaksi vain se, että voima Fx3 on se joka jarruttaa eteenpäin menemistä. Ja Newtonin kolmannesta laista (voima ja vastavoima) seuraa että Fx3 = Fx1 + Fx2, piirsin kuvaankin Fx3:n yhtä pitkäksi mitä Fx1 ja Fx2 yhteensä. Se mitenkä Fx1 ja Fx2 keskenään jakautuu, riippuu asioiden geometriasta tuolla pyörän navan läheisyydessä sekä jousen ominaisuuksista. Sepostus jatkuu jahka mietin seuraavan siirron.

[tippala]

En ota kantaa mihinkään, mutta nautinnolla luen tätä keskustelua! Tämä ei taida loppua ikinä ja hyvä niin! 

[Tuusulan T-Bone]

Mukavaa Lyytinen!

Kaksi kysymystä antamaan suuntaa mietiskelylle:

Mikä aiheuttaa anti-diven?

Voiko satulan ripustuksilla/sijainnilla kehällä vaikuttaa anti-diveen?

[ma^ko]

Ensinäkin massakeskipiste on tärkeä. Toisekseen jarrutuspiste on tärkeä. Palataan näihin kohta.

Massapisteen ja jarrupisteen välinern suora on vipu, jonka säteen mukaan koko rakkine pyrkii liike-energiansa suuntaan kun suoraan ei pääse kun joku perkele jarruttaa massakeskipisteen alapuolelta ja välissä on rakenteita. Kunnes kyseinen linja on pystysuora mennään vivuttuna siis ylöspäin. Tämä ilmiö on vivun vääntömomentti. Massakeskipistettä arvioidessa on huomioitava ajoneuvon massan lisäksi kuorman massa ja sijainti.

Liike-energia on suoraan eteenpäin, ei kohti tienpinnassa olevaa jarrutuspistettä ja koska jarrutuspiste on massakeskipistettä alempana niin siitä mennään tai ainakin pyritään yli. Ylitys tapahtuu tämän pisteiden välisen janan säteen mukaisesti, kunnes vipulinja on pystysuorassa ja lakkaa vipuamasta, tähän jos päädytään niin mennään keulan yli nostettuna katolleen, juuri siihen suuntaan eli ylös johon ei ollut väliteoriassa mitään voimia.

No kaikki voima pyrkii aina helpointa tietä ja jos vipu lyhenee niin tie helpottuu ei tarvitse käydä niin kaukana ylhäällä alkuperäisestä linjasta.

No mitä tämä aikaansaa? Jos etuhaarukka on mallia teleskooppi niin heti kun vääntömomentti ylittää jousien kantokyvyn niin mennään kokoon, keula painuu kasaan ilman muuta vastetta kuin omat jousensa ja vasta kun liike siinä loppuu niin kokonaisliike jatkuu. Ei ole AntiDiveä jollei sitä tehdä estämällä keulan painuminen venttiilein tms.

Mikä sitten on tämä Antidive? Se on voima joka vastustaa keulan painumaa kyseisessä tilanteessa. Äärimmillään se estää sen kokonaan tai jopa liftaa mekaanisessa rakenteessa mutta yleensä kuitenkin vain vähentää sitä.

Mitä sitrten tapahtuu springerin linkussa tässä yhtälössä? No sen takapää pyrkii säteettäisesti yli etupäästä joka on siis myös vallitseva liike koko laitteessa, saman aikaisesti koko laitteen massa pyrkii lyhentämään kokonaisvipua painaen jousitusta. Se missä suhteessa yhtälö toteutuu riippuu linkun pituudesta, lähtökulmasta, joustoliikkeen kulmasta(paljonko vipu ylipäätään voi lyhetä) jne, mutta koska on voima joka estää linkun liikettä joustoliikkeen suuntaan siinä on antidive, aina kun akseli on vivulla/vivustolla ripustettu tukipisteen etupuolella laitteessa on natiivi antidive. Vipukeulan käytös tilanteessa on kuitenkin ihan geometriaa/trigonometriaa kun on tiedossa massakeskipiste, vipusäde, kokonaisuuden vipukulma jne eli miten se viippa sijaitsee suhteessa massapisteeseen ja liikkeeseen. Vipu kuitenkin kääntyy käännettäessä voiman suuntaan ja vivun sijainnista riippuu kuinka hanakasti se on kummalle voimalle altis, molemmat on läsnä.

Lyytisen jutussa on sinällään virhe että edelleenkin ollaan irti kokonaisuudesta. On kaksi voimaa, massakeskipisteeltä eteenpäin ja jarrutuspisteestä taaksepäin. Pisteiden välinen jana osoittaa kokonaisliikkeen vipuvarren. Mitä lyhyempi ja pystympi ko varsi on sitä helpommin fillari flippaa yli etusestaan ja mitä pidempi ja loivempi niin sitä helpommin se käytännössä rikkoo etusensa pidon.

Jarrulaite taasen omaa kolme pistettä, niiden muodostamalla kolmiolla voi arvioida sen jarrulaitteen ripustuksen käytöstä, yksi niistä on akselilla, yksi akselin kehällä ja kolmas keulassa pitämässä satulaa paikallaan. Akseliin vaikuttava vipupiste puuttuu. Itsensä nostaminen tuklasta ilmaan kun onnistuu vain siltä paroni von Munchausenilta.

Se kuinka suuri on antidiven vaikutus vaihtelee, riippuen vivun kulmasta ja joustoliikkeen kulmasta suhteessa alkuperäiseen liikke-energiaan ja vipulinjaan, mutta aina kun ripustuksessa on vipu jossa akseli on kiinnitettynä tukipisteen etupuolelle syntyy antidive voimaa, jarrutustavasta riippumatta.

[Tuusulan T-Bone]

Liike-energia on suoraan eteenpäin, ei kohti tienpinnassa olevaa jarrutuspistettä ja koska jarrutuspiste on massakeskipistettä alempana niin siitä mennään tai ainakin pyritään yli.

...

Mitä sitrten tapahtuu springerin linkussa tässä yhtälössä? No sen takapää pyrkii säteettäisesti yli etupäästä joka on siis myös vallitseva liike koko laitteessa, saman aikaisesti koko laitteen massa pyrkii lyhentämään kokonaisvipua painaen jousitusta.

Voima ei ole sama asia kuin liike tai liike-energia. Massakeskipisteen suunnasta tuleva voima F (kuvassa punainen nuoli) on yhtä kuin Fd + Fg. Voima F vaikuttaa käsittääkseni samansuuntaisena linkun takimmaisen tukipisteen kohdalla (etuhaarukan alapäässä) kuin vaikkapa kuskin perseen kohdalla. Tossa sitaatissa unohtuu voiman F suuntaan vaikuttava komponentti Fg.

Linkun takimmainen tukipiste on alempana kuin etuakseli. Jotta linkku pyrkisi voimien F ja F? vaikutuksesta kääntymään myötäpäivään etuakselin ympäri, pitäisi sen alkajaisiksi kääntyä asentoon, jossa takimmainen tukipiste on ylempänä kuin etuakseli. Jotta näin voisi tapahtua, täytyy olla olemassa voima, jonka yksi projektio suuntautuu linkun takimmaisesta tukipisteestä ylöspäin. Mikä se voima on?

[ma^ko]

Ei unohdu mikään. Ensinnäkin voima joka vipuun eli massakeskipisteen ja jarrutuspisteen väliseen janaan kohdentuu, kohdentuu kyllä tuohon viippaan ollen voima joka pyrkii lyhentämään tätä massan kiertymävipua. Se miten se vaikuttaa tuon vivun käytökseen vaihtelee, tuo massakeskipisteen ja jarrutuspisteen välinen jana kun tuskin koskaan on etuhaarukan suuntainen. Se ylöspäin suuntautuva voima on täysin sama ylöspäin suuntautuva voima kuin fillarin satulalla tai taka-akselilla jne, eli kun on liike joka jarrutetaan alapuolelta niin takapää(etenevä massa) pyrkii yläkautta ohitse kiusallisesta tekijästä. Linkun suhteen voit vetää molemmista päistä ne samat janat sinne jarrutuspisteelle, etupää jarruttaa(akseli) takapää toimii massapisteenä ja pyrkii siis kehää myöten yli. Jos linkun liike ei ole rajoitettu vaan linkku olis "vapaana" siis niin että akseli nojaisi etuhaarukkaan tai olisi suoraan ylöspäin osoittavassa vapaassa viipassa niin saman tien kun aloittaisit jarrutuksen koko systeemi menis siitä "yli" ja jarrutus jatkuisi viipan osoittaessa taaksepäin, akseli etuhaarukan takana(alakautta, keula meni yli) ja vaikka jousitus estää tämän liikeen toteutumisen on siihen tarvittava voima läsnä. Tämä voima on toisen suuntainen kuin sen painuma vipuvoiman lyhentämiseksi. Voima kulmista riippuu kuinka voimakkaana mekaanisessa hässäkässä kumpi voima ilmenee mutta molemmat on aina läsnä.

T-bone meinaa että liikkeen jatkumo ei koske tuota viipan takapäätä? Masapisteen liike3jatkumo kun tulee mekaanisena rakenteena tuohon nivelkohtaan asti ja vie sitä takapäästään ETEENPÄIN yli alta tulevan jarrutustapahtuman. Kun on kyseessä muodostuva säteen suuntainen vääntömomentti ei sillä onko se piste alunperin alempana vai ylempänä, jarrutuspiste on svitun jyrkässä jana kulmassa alempana.

[maick]

Jos keulan toimintaa lähdetään tarkastelemaan siitä, että jarruttaessa takarengas pyrkii nousemaan taivaisiin (mikä on sinänsä ihan oikea ilmiö), niin ollaan aika syvällä metsässä. Kaipa springerilläkin voi stoppiet vetäistä  , mutta silloin ei tarvitse enää kauheasti kantaa huolta divestä tai antidivestä. Siinä vaiheessa keula muistuttaa ominaisuuksiltaan rautakankea.

Se mainittu vääntömomentti eturenkaan ympäri pyörähdettäessä on siis olemassa, mutta sitä ei pidä sotkea keulan jousituksen toiminnan pohdintaan. Testataanko satulan kynäjousien toimivuutta pajavasaralla?

[Tuusulan T-Bone]

T-bone meinaa että liikkeen jatkumo ei koske tuota viipan takapäätä? Masapisteen liike3jatkumo kun tulee mekaanisena rakenteena tuohon nivelkohtaan asti ja vie sitä takapäästään ETEENPÄIN yli alta tulevan jarrutustapahtuman. Kun on kyseessä muodostuva säteen suuntainen vääntömomentti ei sillä onko se piste alunperin alempana vai ylempänä, jarrutuspiste on svitun jyrkässä jana kulmassa alempana.

No ei meinaa...

Mutta suunta, johon se liikkuu, on eri kuin mitä väität. Siis silloin kun puhutaan jousituksen liikkeestä. Massakeskipisteen liikkeen suunta (samoin kuin linkunkin liikkeen suunta) on sekin eri asia kuin jousituskomponenttien liikkeen suunta. Sulta unohtuu vieläkin se Fg...

Jos keula muistuttaa rautakankea, se on todellakin "natiivi" antidivekeula...