Etujarrujen geometriaa lehtijousi/springerkeulassa

[Tuusulan T-Bone]

Bulletissakin se jarrun paikallapitämisestä syntyvä voima tulee nytki saman suuntaisena sinne keulan kiinteään osaan kuin orkkis-springerissäkin, koska se välittyy sinne vetona eteen sojottavilta reaktiotangoilta... muutos syntyis siis mistä?

No siitä satulan paikan muuttumisesta kehällä.

Jarrusatulalta lähtevän voimavektorin yksi projektio voidaan kummassakin keulassa piirtää osoittamaan reaktiotangon suuntaan eteenpäin. Tämä projektio välittyy siis vetona haarukan takajalkaan, kuten tuossa yllä esität.

Sen sijaan se toinen projektio osoittaa noissa keuloissa eri suuntiin, kuten kuvaan piirsin. Reaktiotangon suuntaan ei voi tapahtua liikettä, ellei reaktiotanko katkea. Sen sijaan reaktiotankoon nähden 90 asteen kulmassa olevan suoran (tai oikeastaan reaktiotangon säteisen ympyrän kehän) suuntaan voi tapahtua liikettä. Ja koska satulalta välittyy reaktiotangon etummaiseen kiinnityspisteeseen voima, liikettä tapahtuu sinnepäin, minne voima osoittaa ja minne vivusto mahdollistaa liikkeen. Tämä pätee siis, ellei jokin vastavoima kumoa satulalta välittyvää voimaa.

Tässä koeajatuksessa, jossa Bulletin satulan ripustuspaikkaa muutetaan, ei tietenkään tarvitse lähtökohtaisesti uskoa, että mikään keulan käytöksessä muuttuisi. Mutta jos koe tehdään, ja keulan käytös muuttuu, emmekö silloin ole todistaneet jotain?

[Tuusulan T-Bone]

... tuossa tuo Fx2 nyt tarkoittaa sitä voimaa, minkä T-kappale kohdistaa takajalkaan, eikä sitä voimaa minkä takajalka kohdistaa T-kappaleeseen. Samoin Fx1 on voima jonka jousi kohdistaa etujalkaan, ei toisinpäin.

Tämä selvä, olen samaa mieltä. Jatkakaa.

[Tuusulan T-Bone]

Mua jäi vaivaamaan, miten mun teoria voisi toimia napajarrussa (tai rumpujarrussa). Löysin tällaisen tähän tarkoitukseen vähän huonon kuvan, mutta tarkkaan katsomalla asian pitäisi siitä selvitä siitä!



Muoksis: tossa toinen kuva aika kiinnostavasta jousitusratkaisusta ja napajarrusta.

[Hessu]

Viddu miten hienoja pyöriä löysit!

[ma^ko]

Joutui hakemaan hieman kohsultaatioapua kaverilta joka jatkoi fysiikan opiskelujaan hieman meikäläistä kauemmin ja nykyisin opettaa sekä fysiikkaa että hydrodynamiikkaa. Asian selitys tuon Antin läsnä tai poissaolon suhteen on niin yksinkertainen että minunkin olis pitänyt tajuta se about kahdeksan sivuia sitten.

Mun näkemys että linkkuun ankkuroidulla napajarrulla tai pyörän laakerin leikatessa kiinni tapahtuu sama asia on väärä, sillä se irtolinkkuteoria että aina alakautta taakse toimii mutta se edellyttää että jarrutuksen vääntömomentti kohdentuu viippasan, tämä viis näissä levyjarullisissa väärin.

T-bonen spekulaatio jarrun vaikutuksesta satulan sijainnin etc mukaan on mytöskin väärin, koska jarrumomentti välitetään jousittettuun rakenteeseen pystysuunnassa uivalla kiinnityksellä jolloin millekään pystysuuntaiselle momentille ei ole vipupistettä.

No mistä siis sitten onkaan kysymys. Meillä on alaviippa, sen mitoiuksesta ja kulmista on kysymys sen suhteen mitä tapahtuu. Etuviipan suhteen ei sinällään ole ajoneuvon massakeskipisteellä mitään merkitystä koska siihen viippaan se voima tulee aina sen takimmaisen nivelpisteen kautta. Kyseisen visun liikettäö vastustaa sen etummainen nivelpiste eli etuakseli jonka sijainti korkeussuunnassa on vakio. Eli mitä viipassa tapahtuu, mittaamme etäisyyden takapisteestä jarrutuspisteeseen jolloin saamme sille vipupituuden joka määrittää mihin asti asti se takapiste voi nousta vipuvoimalla eli vääntömomentilla. Jos vipumitta on suurempi kuin akselin korkeus mennään yli, eli meillä on antidive, jos pienempi niin mennään ali eli dive jos taasen ollaan hyvin tarkasti samassa pituudessa ja koska alusta ei ole koskaan täysin tasainen niin ollaa hieman epästabiilissa keulassa jarrutuksen osalta kuten jotkut T-bonen tapaamat ovat osoittaneet. Moni antidiven omaavakin muuntuu ihan suosiolla daivaavaksi kun painonsiirtymää tulee tarpeksi ja nivelpiste päätyy lähemmäksi jarrutuspistettä kuin akseli, ongelmalliset on ne jotka eivät perustilassa omaa suuntaa johon toimia.

Toivottavasti tästä sai jotain tolkkua, eli siis jo jana takapisteeltä on pidempi kuin etufillarin säde on Antti selkeästi läsnä, jos lyhyempi on Antti muualla ja jos yhtenevät pituudeltaan niin periaatteessa ei tapahdu kumpaakaan, ei voima sukellusta eikä Anttia, mutta jomman kumman uolelle se kuitenkin käytännössä kääntyy.

[Tuusulan T-Bone]

T-bonen spekulaatio jarrun vaikutuksesta satulan sijainnin etc mukaan on mytöskin väärin, koska jarrumomentti välitetään jousittettuun rakenteeseen pystysuunnassa uivalla kiinnityksellä jolloin millekään pystysuuntaiselle momentille ei ole vipupistettä.

On sille! Kuten itse sanot, pitää ajatella kokonaisuutta...

No mistä siis sitten onkaan kysymys. Meillä on alaviippa, sen mitoiuksesta ja kulmista on kysymys sen suhteen mitä tapahtuu. Etuviipan suhteen ei sinällään ole ajoneuvon massakeskipisteellä mitään merkitystä koska siihen viippaan se voima tulee aina sen takimmaisen nivelpisteen kautta. Kyseisen visun liikettäö vastustaa sen etummainen nivelpiste eli etuakseli jonka sijainti korkeussuunnassa on vakio. Eli mitä viipassa tapahtuu, mittaamme etäisyyden takapisteestä jarrutuspisteeseen jolloin saamme sille vipupituuden joka määrittää mihin asti asti se takapiste voi nousta vipuvoimalla eli vääntömomentilla. Jos vipumitta on suurempi kuin akselin korkeus mennään yli, eli meillä on antidive, jos pienempi niin mennään ali eli dive jos taasen ollaan hyvin tarkasti samassa pituudessa ja koska alusta ei ole koskaan täysin tasainen niin ollaa hieman epästabiilissa keulassa jarrutuksen osalta kuten jotkut T-bonen tapaamat ovat osoittaneet. Moni antidiven omaavakin muuntuu ihan suosiolla daivaavaksi kun painonsiirtymää tulee tarpeksi ja nivelpiste päätyy lähemmäksi jarrutuspistettä kuin akseli, ongelmalliset on ne jotka eivät perustilassa omaa suuntaa johon toimia.

Tästä sai hyvinkin tolkkua! Ja vaikuttaa hyvinkin järkeenkäyvältä, ainakin näin pikapähkäilyllä. Mutta herätti myös Sulle yhden jatkokysymyksen...

Jos ymmärsin oikein, niin jarrutuspisteen ja viipan takakiinnityksen välinen etäisyys on yksi vipuvarsi. Jarrutuspisteen ja etuakselin välinen etäisyys on toinen vipuvarsi. Jos jälkimmäisenä mainittu vipuvarsi on pitempi kuin ensimmäisenä mainittu vipuvarsi, tapahtuu dive. Menikö oikein?

Jos meni oikein, niin millä sitten selität antidiven orggiskeulassa. Siinähän jälkimmäisenä mainittu vipuvarsi ON pitempi kuin ensimmäisenä mainittu...

[ma^ko]

Eipäs olekkaan, vaikka etuakseli on hieman ylempänä niin linja siihen on suora ja taaempaan kallellaan, ollen näin pidempi... ainakin jos tämä yhtälö on todellinen. Pitäisi mitata. Eroahan ei tarvitse olla alkutilassa kuin nimeksi. Mitä pidempi viippa mitä vaakatasomassa niin sitä pidempihän on taaemman viippapisteen etäisyys.

[ma^ko]

Parhaiten suoran sivulta osuva kuva mitä mul on, antaa ainakin kuvasta arvioiden mittasuhteet oikeiksi ja vakikeulan Anttia tukeviksi.

[ma^ko]

On sille! Kuten itse sanot, pitää ajatella kokonaisuutta...

Missä? Itseään ei voi noistaa tai laskea ja jos ainoa "itsensä ulkopuolinen" kiinnitys ei tarjoa vipupistettä niin missä?

[Tuusulan T-Bone]

Eipäs olekkaan, vaikka etuakseli on hieman ylempänä niin linja siihen on suora ja taaempaan kallellaan, ollen näin pidempi... ainakin jos tämä yhtälö on todellinen. Pitäisi mitata. Eroahan ei tarvitse olla alkutilassa kuin nimeksi. Mitä pidempi viippa mitä vaakatasomassa niin sitä pidempihän on taaemman viippapisteen etäisyys.

Right. Rupesin kanssa funtsimaan väitteeni paikkansapitävyyttä. Mun kuvissa näyttää, kuin olis lyhyempi, mutta perspektiivi voi vääristää. Pitää mitata. Itse asiassa pitäis mitata kuski päällä. Missään nimessä pituusero ei ole kovin suuri.

Mut takaisin momentteihin. Momenttiyhtälöhän on M = F * r, jossa F on tangentin suuntaan vaikuttava voima ja r vipuvarren pituus. Tuloksena Newtonmetri. Näin ollen kummallekin noista momenteista on laskettavissa arvo, jos tiedetään voiman suuruus tangentin suuntaan ja vipuvarren pituus. Mitäs jos akseliin kohdistuva momentti on suurempi kuin viipan takapäähän kohdistuva momentti? Mihin se vaikuttaisi?

Tämä mietiskely siitä syystä, että viipan takapäässä tangentin suuntaan vaikuttava voima näyttäisi olevan pienempi kuin akselin kohdalla tangentin suuntaan (eli suoraan eteenpäin) vaikuttava voima.

[ma^ko]

Nyt mä putosin, nimittäin akselipisteeseenhän ei sinällään vaikuta mikään voima muuten kuin tuon viipan läpi(ja painovoima). Viipan takapäässähän on ihan svitusti voimaa koska keula ja viippa on osana tätä vipua joka tarvittaessa kippaa koko fillarin kuskeineen yli etusesta, eli voimaa on olemassa. Keulahan on osa tätä vipua joka siis on massakeskipsteen ja jarrutuspisteen välinen, samoin kuin viippa ja etutennari ja massapisteen etupuolinen rungon osa jne, ja keulan liikkeet johtuu paitsi näistä paikallisista momenteista niin siitä että missä keulan asennossa kyseinen vipu on lyhimmillään. Siihen asentoon se tulee kuitenkin päätymään ennenkuin paino vivun varaan nousee. Springerin joustoliikekään ei ole suora vaan vivun liikkeen kehällä. Täss halavatun yhtälössä on niin tai näin arvoiden ihan liikaa kehiä ja niiden mukaisia vääntömomentteja.

Pituusero ei ole suuri, muttei sn tarvitsekaan olla jotta se määrittää suunnan. Tuo vaan niin likelle tasapituus että on satunnaista kuin suunta määriytyy, selittäisi nätisti ne empiirisesti koetut satunnais nypytykset/pompotukset.

[Tuusulan T-Bone]

On sille! Kuten itse sanot, pitää ajatella kokonaisuutta...

Missä? Itseään ei voi noistaa tai laskea ja jos ainoa "itsensä ulkopuolinen" kiinnitys ei tarjoa vipupistettä niin missä?

Tää on kyllä aika monimutkanen juttu, joten kysymyksesi on erittäin hyvä! Koska aivojumppa on kivaa, ehdotan, että funtsit vastauksen ihan itse. Vinkiksi kerron, että koko paketissa vipupisteitä on useita, samoin kuin momenttia aiheuttavia voimia on useita, niistä yksi on Fg ja toinen sen vastavoima...

Se momenttiyhtälö löytyy varmaan mistä tahansa fysiikankirjasta. Voidaksesi laskea momentin Sun täytyy tietää yhtälöön kuuluvan voiman suuruus nimenomaan tangentin suuntaan. Sen voit määrittää projektiona koko pakettiin kohdistuvan voiman suunnan ja suuruuden avulla.

[ma^ko]

Tää on kyllä aika monimutkanen juttu, joten kysymyksesi on erittäin hyvä! Koska aivojumppa on kivaa, ehdotan, että funtsit vastauksen ihan itse. Vinkiksi kerron, että koko paketissa vipupisteitä on useita, samoin kuin momenttia aiheuttavia voimia on useita, niistä yksi on Fg ja toinen sen vastavoima...

Koko paketissa on vipupisteitä periaatteessa kaksi, se missä on massan keskipiste ja se missä on sen etenemää vastustavan jarrutusvoiman piste. Niiden välinen etäisyys on se jolla liikevoima vipuuntuu yli siitä jarrutuspisteestä(tai ainakin pyrkii). Loppu on vivun muodostavien rakenteiden käytös niitä ko suuntaan puristettaessa.

Mitä tulee taas jarrusatulaan, niin se on ankkuroitu akselille ja tarttuu levyyn. Jollei sitä ole ankkuroitu muualle niin se pyörii tarttuessaan levyn mukana aieuttaen massansa mukaisen epätasaipainovoiman täteensä etäisyydellä. Jos sen kiertoliike pysäytetään taaksepäin suuntautuvilla vivuilla niin se vetää niitä vipuja ja niiden kautta jousitetussa rakenteessa olevaa osaa suuntaan johon sillä on muutoinkin liike-energiansa. Jarrutuspisteestä tangentin suuntaan etenevä voima on saman suuruinen kuin vapaana levyä kiertävän satulan aiheuttama epätasapaino. Ankkuritankojen jousitettuun pyörän osaan välittämä voima on sama ja saman suuntainen kuten myös sen akseliin kohdentuva vastavoima täysin satulan sijainnista kehällä riippumatta. Erona on siis mihin päin suuntautuu satulan massan suuruinen epätasapainovoima, se vaihtelee toki, mutta on suuruudeltaan luokkaa joka tässä yhtälössä on täysin merkityksetön.

[maick]

Piti sitten piirtää 3D-CADillä tuo springerin vipusysteemi. Nyt se toimii etuhaarukkaa heiluttamalla ihan niinkuin oikeassakin elämässä. Kiinnittäkää huomio tuohon oranssi-keltaiseen viivaan, joka ilmentää reaktiotankoa vetävän voiman projektiota etuhaarukan (takajalan) suunnassa. Eikös se nyt ole aika selvää mistä anti-dive syntyy..?



Hessu kirjoitti asiasta täsmälleen samoin eräällä toisella foorumilla neljä vuotta sitten (kvg, "springer antidive"). Nyt se on varmaan naureskellut hihaansa tätä keskustelua seuratessa... 

MOT

[Smuige]

Itse asiassa Bulletissa mun teorian paikkansapitävyyttä tai paikkaansapitämättömyyttä olis ihan mahdollista empiirisesti kokeilla. Pitäis vaan muuttaa Bulletin satulan ripustus haarukan etupuolelle. Hidastuvuudetkin vois jopa mitata, ja jos pompottaa enemmän, se tuntuu kuskin hyppysissä, näkyy kenelle tahansa katsojalle ja näkyy myös hidastuvuuskäppyrässä. Ei ollenkaan tekemätön paikka...

Kukahan tekis satulan tukiraudat?

Vaikka niitä uusia tukirautoja ei nyt tarttiskaan, niin tossa tapauksessahan testin pystyisi suorittamaan vaihtamalla tukirautojen paikkaa puolelta toiselle (samalla tietenkin 180 astetta kääntäen).
Tai jos onnistuu niin omalla puolella 180 astetta tukirautaa kääntämällä.


Ihan toinen juttu on sitten se, että tossa Bulletin tapauksessahan siihen jarrun reaktiotankoon kohdistuu oikeanlaisesti veto, mutta itse jarrukaliperin tukirautaan puolestaan puristava voima. (kun se puristaja on siellä reaktiotangon kiinnityspisteen "väärällä" eli nurjahduspuolella). Muttei taida olla merkityksellinen kun materiaalia on tarpeeksi. Vai pyrkiikö joka tapauksessa vääntämään jarruja/kiinnikkeitä johonkin suuntaan vinoon?