Stabilność motocykla epizod 2- Jazda na zakręcie

Witam oto obiecana druga częć o stabilnoci. Wyobrażam sobie, ze może być niezwykle ciężka do przejcia bez rysunków pomocniczych ale mimo wszystko zachęcam do lektury.

Stabilnoć motocykla – epizod 2 – Jazda w zakręcie

Jazdę w zakręcie możemy podziWitam oto obiecana druga częć o stabilnoci. Wyobrażam sobie, ze może być niezwykle ciężka do przejcia bez rysunków pomocniczych ale mimo wszystko zachęcam do lektury.

Stabilnoć motocykla – epizod 2 – Jazda w zakręcie

Jazdę w zakręcie możemy podzielić na 3 następujące fazy:
1) fazę wejcia w zakręt;
2) fazę ustalonej jazdy w zakręcie;
3) fazę wyjcia z zakrętu.

ad.1) Faza pierwsza następuje w momencie kiedy kierowca wiadomie wytrąca pojazd z równowagi. W tym celu może przyłożyć ujemny moment na kierownicy (tzn. przeciwnie zacząć skręcać do kierunku, w którym chcę jechać) lub wychylić ciało w stronę zgodną, do kierunku gdzie zamierza jechać. Powstały moment na kierownicy spowoduje wychylenie maszyny w stronę przeciwną, tak jak to było omawiane wczeniej w częci 1. Jednak teraz ingerencja kierowcy nie pozwala na samoczynny powrót maszyny do pozycji pionowej.
Motocykl zatem pochyla się nadal (póki dokładamy owy ujemny moment i/lub wychylamy ciało do wewnątrz zakrętu). Po osiągnięciu żądanego pochylenia przestajemy przykładać ujemny moment na kierownicę i zaczynamy skręcać kierownicą w kierunku już zgodnym do kierunku zakrętu – czyli dokładamy dodatni moment na kierownicy. Przechodzimy w fazę jazdy ustalonej.

ad.2)W momencie skręcania zgodnie z kierunkiem zakrętu pojawia nam się siła odrodkowa, która kompensuje pogłębianie skręcania i powoduje stan równowagi chwiejnej, analogiczny do tego z jakim mielimy do czynienia w epizodzie 1. Trzeba jednak pamiętać, że w rzeczywistoci występuje jeszcze znoszenie opon i przesuniecie punktu styku opony. To powoduje ,że kierowca musi ingerować w równowagę dodając najczęciej dodatkowy, niewielki moment zgodny z zakrętem.
Wyobraźmy sobie, że patrzymy na motocykl od przodu. Kąt odchylenia od pionu nazwijmy Z.
Na motocykl jadący w zakręcie działają: siła bezwładnoci (zaczepiona w rodku masy, równoległą do podłoża i o zwrocie przeciwnym do pochylenia) i siła ciążenia (zaczepiona w rodku masy, prostopadła do podłoża i skierowana w dół). Na tej podstawie możemy wyprowadzić zależnoci:

– Fb- siła bezwładnoci Fb=mV^2 / r gdzie m – masa motocykla i kierowcy;
V – predkoć jazdy ;
r – promień po którym jedzie pojazd.
Ponadto takie oznaczenie ^2 oznacza ze co jest podniesione do potęgi 2.
Czyli V^2 znaczy ze prędkoć jest podniesiona do kwadratu. Programici często stosują w programach takie oznaczenia.
G – siła ciężkoci G=mg , gdzie g – przyspieszenie ziemskie
Z zależnoci geometrycznych (rys.2) wynika ,że:
tg Z = (mV^2 / r) / (mg)
i po przekształceniu:
tg Z = V^2 / (rg) !!!

Nasuwa się zatem wniosek ,że kąt pochylenia motocykla nie zależy od masy!!
Wiemy jednak ,że motocykle ciężkie na szerokich oponach potrzebują większego pochylenia przy tej samej prędkoci. Dzieje się tak z powodu dwóch zasadniczych czynników.
Otóż punkt styku opony z jezdnią przemieszcza się od rodka opony do zewnątrz (w pochyleniu). Zmienia nam to geometrię całego układu o pewien dodatkowy kąt B , który dodatkowo się zwiększa dla maszyn o nisko umieszczonym rodku ciężkoci, a jak wiadomo maszyny ciężkie mają większą koncentracje masy niżej i kierowca ze względu na dużo mniejszą masę swojego ciała w mniejszym stopniu wpływa na podniesienie rodka masy układu.
Dokładnie zobrazowałby nam to rysunek ale coż… ale wyobraźcie sobie ten sam obraz co przed chwilką (motocykl w pochyleniu patrząc na niego z przodu). Na szerokich gumach punkt styku przesuwa się na zewnątrz opony. Żeby zachować układ w równowadze – a wypadkowa sił bezwładnoci i ciężkoci musi się znajdować na osi przechodzącej przez punkt styku opony – musimy pochylić motocykl o pewien kąt. I to jest włanie ten kąt B. Uffff. :)

ad.3)Faza trzecia – wyjcie z zakrętu – odbywa się na zasadzie pogłębienia skrętu kierownicą, czyli dodania dodatkowego (większego niż potrzebny do utrzymania w równowadze) momentu. Zacienienie zakrętu spowoduje wystąpienie nadwyżki siły bezwładnoci i reakcje od tej siły na kołach spowodują powstawanie motocykla. Oczywicie siły żyroskopowe również działają tak jak w częci 1. W ten sposób motocykl wraca do pozycji pionowej.

I to już w zasadzie jest cała „filozofia” . Oczywicie nieco uproszczona ale o takie elementy, które i tak nie wiele wnoszą w nasze rozważania.

Mam nadzieję, że kto przez to przebrną, bo się trochę namęczyłem ;).
Pozdrawiam i jak zawsze służę pomocą i wyjanieniami.
Czekam na ewentualne pytania.