Onko tälläpalstalla asiantuntijaa, joka voisi teoreettisesti selittää matemaattisten yhtölöiden kera, miksi liikkeessä olevasta autosta irtoava renkas lähtte eteenpäin eikä pyöri rinnalla tai jää välittömästi jälkeen.
Renkaan irtoaminen
Autoilija
81860
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 8
Vanhimmat
Ei nyt yöaikaan enää jaksa yhtälöitä vääntää, mutta koitetaan sanallisesti. Katsopa rengasta auton alla ja mittaa sen säde navasta yläreunaan ja toisaalta alareunaan. Alapuoli on painunut tietä vasten kasaan, jolloin sen säde on pienempi kuin yläpuolen. Yläpuolen säde on kokolailla sama kuin irrallisen renkaan.
Renkaan kehä on aina 2*PII*säde.
Renkaan irrotessa autosta sen alapuolen säde kasvaa ja samalla kehä kasvaa ja koska pyörimisnopeus pysyy samana, rengas kulkee auton edelle.
Sama ilmiö korostetusti, jos pyörität vaikka 16" ja 26" fillarin pyöriä samalla kierrosnopeudella, pääset 26" pyörällä melkosen paljon kauemmas kuin 16" pyörällä, jos molemmat pyörähtää yhtä monta kierrosta.
Gut nat!
joo, olihan siinä hyvin perusteltu teoria, mutta jokin jäi kaivelemaan, elikkä otetaanpa asia tarkempaan syyniin.
Omakohtainen kokemus on osoittanut, että rengas saattaa lähteä tosi vihaisesti eteenpäin, tai ylöspäin, tai sitten jäädä tasaisesti jälkeen. josta on helppo vetää sellainen johtopäätös, että tuo pieni renkaan muodon muutos ei voi saada aikaan riittävän suurta liike-energiaa ja asialle on oltava muita selityksiä.
Tarkastellanpa yleisintä rennkaan irtoamista, eli kiinnityspultit löystyy, puuttuu tai katkeaa.Siinä vaiheessa kun rengas irtoaa keskityksestään, siitä häviää kuormitus, ja se pomppaa voimakkaasti ylöspäin,mutta samaan aikaan loppuu kuorma myös pyöränripustukselta, ja jousen voimasta akseli "romahtaa" alas ja jarrurumpu / levy tai ainakin pyörän kiinnityslaippa osuu renkaaseen /vanteeseen sisäpuolelle estäen renkaan pomppaamasta ylöspäin. tästä seuraavat manööverit ovat sitten riippuvaisia ympärillä olevista esteistä ,tuurista ja lukuisista muista seikoista. mutta tuo impakti riittää kyllä antamaan renkaalle vauhtia aivan riittävästi.
Re: Jäykällä taka-akselilla varustetusta autosta katkesi vetoakseli ulommaisen laakerin vierestä.Pamausta seurasi tietysti perän lysähtäminen ja jarrujen katoaminen.No irronnut takapyörä kiinnityslaippoineen ja jarrurumpuineen saapui rinnalle vasta pysähdyksen jälkeen, eli ei se rengas aina lähde auton edelle.
Ja sitten palataan tuohon renkaan kehänopeusteoriaan.
Edellä oleva kirjoittaja toteaa oikein, että "renkaan kehä on aina 2*PII*säde",ja heti perään, että renkaan irrotessa autosta sen alapuolen säde kasvaa, ja samalla kehä kasvaa.Mikäli näin kävisi ,tämä tarkoittaisi noin 1cm painumalla, että vierintäkehä pitenisi reilu 6 cm , joka on nykyisillä vyörenkailla täysin mahdotonta. Toinen vaihtoehto olisi, että vierintäkehä pysyy vakiona, mutta auto kulkee renkaan yhdellä kierroksella tuon 6 cm lyhyemmän matkan kuin vierintäkehä ja vasta irrotessaan rengas kulkee täyden matkan.
Käsittääkseni noin suuri sorto tuhoaa renkaan hyvin nopeasti, ja kallistuisin uskomaan,että renkaan vierintäkehän pituus säilyy liki vakiona, samoin kuin myös kehänopeus, ja ainoastaan tietä vasten olevan kehänosan kulmanopeus renkaan keskiön suhteen kasvaa litistymän vaikutuksesta.
Mikäli tässä tuumailussa nyt on vähääkään järkeä, niin tuo edellinen teoria kumoutuu.
Asiantuntijat kertokoot totuuden.
"... että tuo pieni renkaan muodon muutos ei voi saada aikaan riittävän suurta liike-energiaa ja asialle on oltava muita selityksiä."
Ei se renkaan muodon muutos energiaa systeemiin tuokaan, mutta kun siinä renkaassa on jo sitä energiaa sitoutuneena pyörimiseen. Sitten kun sen renkaan tiessä oleva osa oikenee (kuorma renkaalta häviää), renkaan säde kasvaa tiehen nähden. Renkaan kulmanopeus ei muutu mutta renkaan kehänopeus muuttuu säteen muutosta vastaavasti.
Siitä johtuen rengas alkaa kulkea (hetken aikaa) kovempaa kuin ollessaan autossa kiinni.
Ilmeisesti esitin asiani hieman puutteellisesti, mutta yritetään uudelleen.
Siis jos renkaan ja tien välissä ei ole sortoa, eli kosketus on luistamaton, niin rengas kulkee kierroksen aikana matkan joka on yhtä pitkä kuin renkaan vierintäkehä.
Jos pyörintänopeus ei muutu, niin nopeuden kasvu edellyttää vierintäkehän kasvua samassa suhteessa, ja tämä siis riippumatta siitä, minkämuotoinen vierintäkehä on.
Oletus, että kuorman lakattua, renkaan kehänopeus kasvaa, johtaa siihen, että renkaan yläosassa olisi pysyvästi suurempi kehänopeus kuin litistyneellä osalla, josta taas seuraisi, että renkaan kehän eri osilla olisi erilaiset nopeudet !!
Tämä ei nykyisillä vyörakenteilla liene riittävässä määrin mahdollista.(ei veny eikä puristu )
Tuosta fysiikasta sen verran, että. kehänopeus on kyllä kulmanopeus kertaa säde,ja keskimääräinen säde =vierintämatka/2*PII (jos on jossain tilapäisesti suurempi, on toisaalla vastaavasti pienrmpi ),eli säteen kokonaismuutos edellyttäisi myös kehän muutosta. joten tähän tapaukseen jäykän kappaleen mekaniikka sopii aika huonosti.
Voit itse kuvitella teoriasi kattavuutta täysin hypoteettisellä tilanteella, jossa litistymä olisi renkaan keskiöön asti, tällöinkö litistyneen osan nopeus olisi nolla, mutta vastakkaisella puolella se olisi se kulmanopeus *säde.??
Ehkä ajatuksenjuoksustani paremman kuvan antaa vyörenkaan vierintäkehän vertaus esim. kiilahihnaan tai hammashihnaan, ts. laitoitpa sen millaisille mutkille tahansa, niin jokaisessa kohdassa tangentin suuntainen nopeus on täsmälleen sama, olipa säteet mitä/mistä hyvänsä.
Vilpur, vastaan vain tämän kerran, koska ilmeisesti et edes ajattele, mitä luet!
Auton massa painaa renkaan alaosaa tietä vasten ja jos viitsit autoasi vilkaista, huomaat, että rengas on painunut kasaan. Sitten ota vaikka irrallaan oleva talvirengas ja laske se maahan ja huomaat, että se ei juurikaan painu alapuolelta kasaan omasta painostaan. Ja tässä on se jutun juju, jota et nyt ymmärrä, esimerkin avulla:
- autoni alla oleva 15" rengas on keskipisteestä mitaten yläpintaan 325mm ja maahan 302mm, eli auton massa litistää rengasta alapuolelta normaalipaineilla 23mm (mitattua faktaa).
- ajettaessa 60km/h rengas auton alla pyörähtää painuneena 31612 kierrosta tunnin ajon aikana eli pyörimisnopeus n. 527 kierrosta minuutissa. Auton kulkema matka tunnissa on 60km ja renkaan vaakasuuntaan kulkema matka siis sama.
- renkaan irrotessa autosta alapuolinen painuma oikenee ja renkaan ulkomitta maasta keskipisteeseen nähden kasvaa ja renkaan jatkaessa samalla pyörimisnopeudella (eikö totta?) tulee renkaan vaakasuuntaiseksi nopeudeksi 64,5km/h, jolloin se ilmeisesti menee auton edelle....
Kannattaa hiukka aikaa vaikka istua puutarhatuoliin ja katsella, minne se renkaan litistymisestä syntynyt kumimassa oikeen katoaa....ei minnekään :)
Juuri näin, sinä sanoit sen vaan niin paljon yksinkertaisemmin!
Koska Herroilla tuntuu olevsn varma käsitys oikeellisuudestaan lienee paikallaan esittää vähän tietoa muualtakin.
Mm. teos " Mechanics of Pneumatic Tires" ( löytyy varmaan paikallisesta kirjastosta ),esittää mittaustuloksina vyörenkaalle, jonka kuormitettu säde on 92% kuormittamattomasta säteestä (sinun tapauksessasi 299 mm,siis aika raskas), vierintämatkaksi 98 % kuormittamattoman renkaan teoreettisesta vierintämatkasta.Tämä 2%.n sorto aiheutuu renkaan vierintävastuksen voittamisesta.
Koska myös kuormittamattomalla renkaalla on oma vastuksensa, olen edelleen sitä mieltä, että näin pieni pyörintäero ei ole riittävä aikaansaamaan edellä mainittua liike-energian muutosta.
Voitte tietenkin olla asiasta mitä mieltä haluatte, mutta vastaisuutta varten olisi suotavaa, että tutustuisitte aiheeseen edes hieman, jotta keskustelu pysyisi asiallisena.
Omalta osaltani siirrän asian historian variseviin lehtiin ja toivotan hyvää jatkoa.
Uni ei meinaa tulla, ja yöradiossa joku asessorilisenssitäti kertoo, kuinka ihmisen mieli on rakentunut niin,ettei se siedä tietämättömyyttä, vaan pyrkii täyttämään tiedossa olevat aukot luuloilla.
Niinpä yritän tässä vähentää noita mieleni aukkoja ja liitän saavutukset muidenkin nähtäväksi.
Renkaastahan voidaan mitata kaksi erisuuruista sädettä, ja kummastakin voidaan laskea pyörähdysmatka, tai renkaan pyörintänopeus tietyllä nopeudella.
Käytännössä kumpikaan ei anna oikeaa tulosta, vaan todellinen arvo on jossain näiden välissä,
Tuolla rapakon takana rengasvalmistajilla on tapana, varsinkin hieman järeämmistä renkaista, ilmoittaa unloaded-, loaded- ja effective radius , tai vaihtoehtoisesti pyörähdysten määrä / maili.
Tuskallisen hakemisen tuloksena selvisi .että tuo effective asettui tuonne 97..97.5 % tienoille noilla isohkoilla renkailla, ja sivutuotteena mielenkiintoinen linkki:
http://www.humvee.net/hid/tire/ttest.html
Toisaalta muistan jostain yhteydestä sellaisenkin effective suhteen kuin 99.6 %,taisi olla joku erikoisrengas.
Tuo linkki antaa muuten aika hyvän kuvan siitä, kuinka mitäton vaikutus paineella tai staattisella painumalla on vierintämatkaan. kun vielä huomio että rengas ei ole mikään normaali maantierengas.
Yhtä kaikki, vierintämatka lienee yksilökohtainen ominaisuus, ja edellä esitetty 98 % saattaa hyvinkin pitää paikkansa.
Kun on selvää, että, rengas(ei vetoa,ei jarrua) pyörii nopeammin kuin auton nopeutta vastaava kuormittamaton rengas, on tästä väistämätön seuraus renkaan irrotessa ilman mitään muita voimia, että se saa autoa suuremman nopeuden.
Mutta kuinka paljon, se on pelkkää laskutoimitusta jota en edes yritä esittää tässä yhteydessä,sillä joku viisas on aikoinaan sanonut,että yksikin tekstiin sisälletty matemaattinen kaava vähentää lukijoiden määrää puolella.
Joitain lähtö-,ja väliarvoja kuitenkin pitänee kertoa, jotta asiasta tarkemmin kiinnostunut pääsee jyvälle.
Lähtöarvoina olen valinnut nopeudeksi 72 km/h, se kun on mukavasti 20 m/s,ja tuon todennäköisimmän 2 % pyörintänopeuseron lisäksi myös melko epärealistisen 5 %.
Rengas : r= 314 mm b =205 mm kok.paino = 20 kg
renkaan liike-energia = 4000J
auton nopeutta vapaana pyörivän renkaan pyörintäenergia =2570J
2% nopeammin pyörivän renkaan energialisä =104J
5% nopeammin pyrivän energialisä =265J
Tässä välissä on kerrottava laskentaa helpottavista oikaisuista:
Rankaan massajakautuma on täysi mysteeriö, joten laskentaa varten on oletettu. että koko massa on keskitetty renkaan ilmatilan keskelle, tämä antaa totuutta suuremman lukeman, joten siitä tuskin suurta haittaa.
Renkaan irtoamishetkellä oletetaan pyörintä-ja liike-energioiden asettuvan välittömästi uuteen tasapainoasemaan, ilman renkaan sutimista tai massan hitautta.
Renkaan pomppaamista ei huomioida,eikä myöskään renkaan vierintävastusta tuon pomppimisen takia.
Renkaan ilmanvastus 15 N Cw =0.5 ( 20 m/s )(Jos haluaa spekuloida sillä, että ilmanvastus auton aiheuttanan virtauksen suojassa ei ole sama kuin vapaassa ilmassa, voi laskettuja aikoja ja matkoja justeerata suorassa suhteessa.Nopeuksiin ei vaikuta )
Ja sitten tuloksia:
2% nopeammin pyörivä pyörä saavuttaa irrotessaan nopeuden 20.16 m/s, siis 16 cm/s nopempi kuin auto.Ilmanvastuksen vaikutuksesta n, 0.35 s kuluttua renkaan nopeus on sama kuin auton,ja se on siirtynyt eteenpäin autoon verrattuna n. 3 cm.
Yksinkertaistettuna rengas irrotessaan pompun lisäksi nytkähtää n.3 cm eteenpäin ja alkaa sitten jäädä.
Jos rengas pyörii 5% nopeammin, vastaavat luvut ovat 20.41 m/s 0.9 s ja 19 cm. eli nytkåys on vähän pitempiaikainen ja yltää vajaan 20 cm päähän.
"Miksi rengas irrotessaan lähtee eteenpäin ?", on kysymys, joka on esitetty myös erään kotimaisen autolehden lukijapalstalla, ja silloista asiantuntijaa vapaasti siteeraten vastaus oli " Ei ole mitään syytä, niksi rengas lähtisi eteenpäin, vaan tunne johtuu siitä, että renkaan irrotessa kuljettaja vaistomaisesti jarruttaa, tai ainakin löysää kaasun, jolloin auton hidastuvuus on suurempi kuin renkaan, ja auton sisällä syntyy vaikutelma ohittavasta renkaasta, "
Eipä tuohon taida olla paljon lisättävää.