Downforce på hojar

[R2]

Bearing, jag har hela tiden försökt få fram att du blandar in egna tankar som inte har med saken att göra.

Endast vingen vinkel påverkar down force och alfa i min ekvation är därför motorcykelns lutning.

Var föraren sedan sitter är irrelevant för burkningens "lutning" har ingen påverkan på down force, burkningen är bara nåt som krävs för att du inte ska tippa omkull utåt i kurvorna. Vidare så korrelerar därför vinkeln på ekipagets masscentrum till 100% med utnyttjat grepp. Och det är antagligen det som förvirrar dig och du försöker räkna baklänges från fel håll.

Ja, det är en helt korrekt, f(u,alfa) = 0 gäller just precis i den lutningsvinkeln där vingen upphör att fungera och u(alfa) = tan(alfa) är den friktion som krävs för en önskad maximal lutningsvinkel. Precis som jag sagt flera gånger med exemplet u = 1, så slutar vingen vara funktionell och blir tvärtom kontraproduktiv efter 45 grader.

det fetmarkerade, kan du förklara varför utan att använda matte?

 

[Two stroke man]

det fetmarkerade, kan du förklara varför utan att använda matte?

Tänk dig det förvisso omöjliga fallet att du lutar motorcykeln 90 grader. I vilken riktning trycker då kraften från vingen? Jo, all kraft trycker ut i periferin.

Du byter alltså successivt riktning på kraften desto mer hojen lutar.

 

[R2]

Tänk dig det förvisso omöjliga fallet att du lutar motorcykeln 90 grader. I vilken riktning trycker då kraften från vingen? Jo, all kraft trycker ut i periferin.

Du byter alltså successivt riktning på kraften desto mer hojen lutar.

Absolut, helt med på det.
Men på en motogp hoj med 61graders nerlägg i 162kmh måste ju centrifugalkraften skapa merparten av greppet, inte hojens vikt/tyngdlagen/kraften rakt ner?
Och om vingarna trycker åt samma håll som centrifugalkraften så, ja, där är min frågeställning om varför vingarna skulle vara kontraproduktiva,
är centrifugalkraften det också efter 45grader?

 

[Two stroke man]

Absolut, helt med på det.
Men på en motogp hoj med 61graders nerlägg i 162kmh måste ju centrifugalkraften skapa merparten av greppet, inte hojens vikt/tyngdlagen/kraften rakt ner?
Och om vingarna trycker åt samma håll som centrifugalkraften så, ja, där är min frågeställning om varför vingarna skulle vara kontraproduktiva,
är centrifugalkraften det också efter 45grader?

45 grader gäller när friktionskoefficienten är lika med 1 vilket man ofta använder som approximation. Har man bättre grepp så blir det en större vinkel.

Centrifugalkraften skapar inte grepp, tvärtom så är det ju den kraften som äter upp greppet så att du till slut sladdar av vägen.
Greppet kommer uteslutande från ekipagets tyngd mot marken.

 

[R2]

45 grader gäller när friktionskoefficienten är lika med 1 vilket man ofta använder som approximation. Har man bättre grepp så blir det en större vinkel.

Centrifugalkraften skapar inte grepp, tvärtom så är det ju den kraften som äter upp greppet så att du till slut sladdar av vägen.
Greppet kommer uteslutande från ekipagets tyngd mot marken.

vi måste bitvis missförstå varandra här,
menar du att detta bakdäck skulle bli lika nertryckt om man lutade hojen till samma vinkel stillastående?





nej såklart menar du inte det, men?

med centrifugalkraft menar jag inte rakt ut åt sidan nu, så där finns ju ett möjligt missförstånd.
utan jag menar neråt i hojen mittenlinje, alltså så som vingarna trycker.

(självklart hjälper ju gaspådraget till att platta till däcket här, men inte allt)
menar inte att du har fel, vill bara förstå.

 

[Two stroke man]

Vid körning rakt fram har du bara tyngdkraften mot däcket men när du svänger tillkommer sidokraften men du har kastat om riktningen på den kraften, det är snarare hojens massa som pressar på utåt i kurvan och det blir ju en högre kraft på däcket då.

När du gasar på tillkommer en kraft i en tredje riktning men jag föreslår att vi håller oss till ett tvådimensionellt system.

 

[R2]

Vid körning rakt fram har du bara tyngdkraften mot däcket men när du svänger tillkommer sidokraften men du har kastat om riktningen på den kraften, det är snarare hojens massa som pressar på utåt i kurvan och det blir ju en högre kraft på däcket då.

När du gasar på tillkommer en kraft i en tredje riktning men jag föreslår att vi håller oss till ett tvådimensionellt system.

ja vi menar nog samma sak här

 

[RandomDude]

vi måste bitvis missförstå varandra här,
menar du att detta bakdäck skulle bli lika nertryckt om man lutade hojen till samma vinkel stillastående?


View attachment 423973


nej såklart menar du inte det, men?

Om vägen är helt plan (inte doserad) så blir kraften rakt ned mot vägen (normalkraften) endast beroende av gravitationen och är den samma om du står still som om du åker. Dock är kurvorna oftast doserade i MotoGP och där med bidrar centripetalkraften till ökat tryck ned mot den lutande vägbanan (ökad normalkraft).

Det är endast normalkraften som är intressant när vi pratar friktion, att däcket komprimeras mer i en kurva beror på att du även får en kraft i horisontell led (centrifugalkraft) som absorberas av däcket (centripetalkraft), men den kraften bidrar inte med ökat grepp utan är istället det som gör att man tappar greppet om den överstiger ett visst värde.

Förhållandet mellan horisontalkraften och normalkraft är det som definierar friktionstalet för däck och asfalt.

Vi menar säkert samma sak men beskriver det på olika sätt

 

[Fläppen1]

Jag tyckte detta var lite kul och ville också räkna lite. Jag kom fram till samma uttryck som Two stroke man och plottade detta i ett diagram, för 3 st olika friktionskoefficienter. Man får ju trots allt lite hjälp då hojens lutningsvinkel underskrider vissa värden.

 

[Two stroke man]

Jag tyckte detta var lite kul och ville också räkna lite. Jag kom fram till samma uttryck som Two stroke man och plottade detta i ett diagram, för 3 st olika friktionskoefficienter. Man får ju trots allt lite hjälp då hojens lutningsvinkel underskrider vissa värden.
View attachment 423978

"limit" är det brytpunkten för när vingen går från positiv till negativ effekt?

 

[Bearing]

Vidare så korrelerar därför vinkeln på ekipagets masscentrum till 100% med utnyttjat grepp. Och det är antagligen det som förvirrar dig och du försöker räkna baklänges från fel håll.

Missförståndet verkar fortsätta. Det kanske är jag som har svårt att förklara min tankegång. Och efter en lång dag tror jag inte att det blir enklare. Men jag tror att det stora problemet är att du konsekvent avfärdar det jag skriver som "egna tankar", och liknande. Finns ingen specifik kritik, så jag vet inte vad i det jag skriver som du inte håller med om.

Precis som jag sagt flera gånger med exemplet u = 1, så slutar vingen vara funktionell och blir tvärtom kontraproduktiv efter 45 grader.

Det har vi varit överens om från start.

Endast vingen vinkel påverkar down force och alfa i min ekvation är därför motorcykelns lutning.

burkningen är bara nåt som krävs för att du inte ska tippa omkull utåt i kurvorna. Vidare så korrelerar därför vinkeln på ekipagets masscentrum till 100% med utnyttjat grepp.

Jag har försökt argumentera för att vinkeln på ekipagets masscentrum, och motorcykelns (inklusive vingens) lutning har ett fast samband. Förarna burkar i princip lika mycket i varje kurva. I så fall sätter det ett förhållanden mellan vinklarna, som gör det klurigt att lösa ekvationerna. Men strunt i det. Du anser alltså att föraren kan burka så mycket att motorcykeln inte faller utåt. Då håller du med andra ord med om att det går att köra fortare i kurvor med vinge?
I så fall är vi ju överens. Men det lät från början som att du ansåg det vara "fantasier".

Med u=1, utan vinge, är max vinkel på ekipagets masscentrum 45°. Likaså slutar vingen hjälpa i 45°.

Anta vinge i 44°, massor med downforce. I extremfallet oändligt med downforce, finns oändligt med grepp.
Om föraren burkar så att vinkeln på ekipagets masscentrum blir 89 grader, är accelerationen i sidled 57G. Men det är bara att burka vidare, greppet är oändligt. Men se till att inte gå ända till 90°.

I ett lite mer verkligt fall, är downforcen ändlig. Men hjälper så klart ändå, så att sidokraften ökar.

 

[falco_tuna]

Det finns en grej som förbises i era modeller, som jag tror inte är helt ovidkommande.

Däcks friktionskoefficient är inte konstant över normalkraftslast. Ju mer du belastar ett givet däck, desto mindre friktionskoefficient.

 

[Bearing]

Det finns en grej som förbises i era modeller, som jag tror inte är helt ovidkommande.

Däcks friktionskoefficient är inte konstant över normalkraftslast. Ju mer du belastar ett givet däck, desto mindre friktionskoefficient.

Har för mig att jag faktiskt nämnde det i början av tråden. Typ att "om man bortser ifrån...".

Men jag tycker, att som diskussionerna går just nu, är den detaljen liten, i förhållande till hur oense vi är om den grundläggande fysiken.

 

[Fläppen1]

"limit" är det brytpunkten för när vingen går från positiv till negativ effekt?

Jo precis. Jag borde dragit linjer från dessa punkter ut mot y-axeln.

 

[Ese]

Det finns en grej som förbises i era modeller, som jag tror inte är helt ovidkommande.

Däcks friktionskoefficient är inte konstant över normalkraftslast. Ju mer du belastar ett givet däck, desto mindre friktionskoefficient.

<jag redan tänkte dra ur mig från hela denna diskussion men kan inte låta bli iom ovanstående kan innehålla ett "större" felaktigt uppfattning eller påstående.. Se nedan lite bredare vy i det hela:>

Friktionskoefficient "greppet" mellan däcket (=gummit) och underlaget är stort sett INTE beroende av normalkraft mellan ytorna dvs "contact patch area" (=inverse luft-trycket i däcket). Detta gäller hård underlag sådant som asfalt, och att man är inom någorlunda normal belastning dvs inte "strax över noll-kraft" respektivt inte något extremt från anda ändan, typ 1tn per däck.

Greppet har lite beroende hur mycket däcket slirar. Någon prosents slir (hastighets-skillnad) - bästa möjliga grepp. Men slirar däcket loss, då minskar friktionskoeffient dramatiskt.

Däcktemperaturen påverkar nästan lineariskt till greppet, dvs förbättrar "my". Upp till nivån då gummit "bränner" sönder och blir mekaniskt svag på ytan. Ingen risk att man kan ha för varma gatdäck pga att man pressar hårt. Ju lägre tryck, desto snabbare värms däcken upp och desto högre kan temperaturen teoretiskt bli. (Dock, däckstommen blir mjukare med låg tryck, och hojen svajig, tom våbblig. Och då ett framdäck som har för lite tryck pressas hårt ner "till platta" vid bromsning inför en böj, hojen kan vara svår att tryckas ner. Dvs med ett framdäck som har då "bildäcksprofil"... Trots allt kan lite lägre tryck ha fördelar på banan, bara förare + torr asfalt. De rekommenderade trycken är tänkta för en fullt lastad hoj (två pers mm) samt som att nå en bra bränsle-ekonomi och minsta möjliga risk för vattenplaning på regnväder.)

-man kan också ha en titt och studera klassiskt "Kamm's cirkel" från 1930-talet(?): även om den verkliga formen är lite kanske oval, den här teorin gäller också för hoj och "cornering". Man kan använda sitt grepp att bromsa eller svänga hojen, men inte samtidigt till fullo. Mao, du har en friktions- eller greppbudget, u x g x Fn; och det är upp till dig åt vilket håll du vill disponera den. Då böjen är som tightast, du vill kanske spendera det hela för att ta centrifugalkraften, mao inget kvar för att acca eller bromsa. Bara rulla genom den tightaste punkten - om du är på absoluta gränsen var greppet tar slut..

Visserligen "my" beror mycket på materialet undet, samt som ytans jämnhet och fjädringens/dämpningens förmåga att hålla Fn konstant även över gropig yta eller guppar... Vilket öppnar den nästa Pandoras låda: då hojen är nerlagd typ 45grader, är sinus (cosinus) 45 borta från fjädringen/dämpningen. Dvs fjädringen har blivit väldigt styv att ta emot och kompensera guppar. Och om en motoGP hoj är nere 60grader, är det typ däcken enbart som får sköta hela fjädringen..

--
Mina kunskaper inom ovanstående är visserligen 30år gammalt pluggad bilingenjörens teori, och *det kan ha hänt* att nån ny material som idag används i däcken kastar omkull dessa gamla vetenskaplipa läror. (Dock tror att det mesta är fortfarande just så). Och ca. ett år sedan försökte förgäves hitta faktabaserad information, t.ex grafer som visar hur my i dagens mc-däck påverkas av temperatur, patch area size, slir - men har inte kunnat hitta nåt. Om någon kan bidra t.ex med däcktillverkarnas egna mätningar eller några andra labb-testet, sänd gärna eller publicera på forumet.

--
-ja, nu är vi verkligen LÅNGT borta från ursprungsfrågan. På Teknikforumet var vi borde svara kort med fakta och slutsats. (Ber om ursäkt, och blir inte upprörd om moderatorn tar bort inlägget..)

 

[Two stroke man]

Friktionskoefficienten brukar beskrivas med en konstant som är oberoende av normalkraften men det är en approximation som man oftast gör och det är så fysikböckerna beskriver det ändå uppe på högskolenivå om man inte specifikt läser kurser i fordonsdynamik.

Att friktionskoefficienten inte är konstant bevisas av att bredare däck ger bättre grepp genom ett lägre yttryck
Det bevisas även av att lättare fordon klarar högre kurvhastighet än tyngre trots att härledningen jag gjort ovan säger att maximal kurvhastighet är oberoende av fordonets massa.

EDIT:
Behövde inte googla många sekunder för att hitta källa på det.
http://www.rmr.tu-darmstadt.de/rmr/unserteam/detailseiten/sebastian_bernhard/sada_sb/index.en.jsp

The friction-curve depends on weather conditions, tire characteristics and carried load. Especially the latter is commonly neglected

 

[Fläppen1]

Ganska "flack" kurva dock, den som visar friktionskoefficient mot last. Om man tänker sig en last på 250lb per hjul, som ökar till 500lb (60 graders bankning) så minskar den från ca 1.45 till 1.4 (svårt att läsa av).

 

[Ese]

..

Att friktionskoefficienten inte är konstant bevisas av att bredare däck ger bättre grepp genom ett lägre yttryck

Ehh, med all respekt, nu blev det fel. Däckets dimensioner (radius, bredd) eller profil (rund, platta) har ingen betydelse till yt-trycket mellan däck och bana. Bara lufttrycket in i däcket har betydelse. (Att vara riktigt noga: man måste addera däckstommens egen styvhet till luftrycket för att få det sanna yt-trycket mot marken.)
I bilarna då däcket har platta profil, påverkar bredden helt rädd också greppet åt olika håll. Med breda däck blir contakt-patch mot marken oval eller fyrkant i axelns riktning, rullmotståndet och intern deformation/internfriktionen i däcket minskar. Kamm's cirkel kan också se annorlunda ut. Greppet kan vara mycket bra för broms och acc, men å andra sidan ett mycket brett däck förstör själv sitt eget grepp om man svänger en mycket snäv kurva. Detta beror på att bara mittlinjen på däcket har rätt hastighet, det yttre kanten rullar för sakta och den inre för fort..
--
Intressant om du kan googla fram liknande kurver av Däcktillverkarna eller nån seriös universitets-studie.
Temperaturens påverka är mest intressant. Samt som påverkan av däckets ålder.
Notera att normalkraftens betydelse även i din diagram ovan är rätt försumbar, inom rangen var man bör befinna (och var fjädringen bör kunna hålla normalkraften, över underlaget som brukar alltid ha lite ojämnheter).

 

[Two stroke man]

Ganska "flack" kurva dock, den som visar friktionskoefficient mot last. Om man tänker sig en last på 250lb per hjul, som ökar till 500lb (60 graders bankning) så minskar den från ca 1.45 till 1.4 (svårt att läsa av).

Ja, det är lite hårklyveri och påverkar inte trådämnet. Man brukar ju som sagt var approximera friktionen som konstant och det är en god approximation för trådämnet.

Jag vill förtydliga att man ska inte tolka den där grafen som att den gäller för alla däck. Det var ett racingdäck för bilar så med normallast hamnar nog det däcket lite längre åt höger där derivatan är brantare.

 

[Two stroke man]

Ehh, med all respekt, nu blev det fel. Däckets dimensioner (radius, bredd) eller profil (rund, platta) har ingen betydelse till yt-trycket mellan däck och bana. Bara lufttrycket in i däcket har betydelse. (Att vara riktigt noga: man måste addera däckstommens egen styvhet till luftrycket för att få det sanna yt-trycket mot marken.)
I bilarna då däcket har platta profil, påverkar bredden helt rädd också greppet åt olika håll. Med breda däck blir contakt-patch mot marken oval eller fyrkant i axelns riktning, rullmotståndet och intern deformation/internfriktionen i däcket minskar. Kamm's cirkel kan också se annorlunda ut. Greppet kan vara mycket bra för broms och acc, men å andra sidan ett mycket brett däck förstör själv sitt eget grepp om man svänger en mycket snäv kurva. Detta beror på att bara mittlinjen på däcket har rätt hastighet, det yttre kanten rullar för sakta och den inre för fort..
--
Intressant om du kan googla fram liknande kurver av Däcktillverkarna eller nån seriös universitets-studie.
Temperaturens påverka är mest intressant. Samt som påverkan av däckets ålder.
Notera att normalkraftens betydelse även i din diagram ovan är rätt försumbar, inom rangen var man bör befinna (och var fjädringen bör kunna hålla normalkraften, över underlaget som brukar alltid ha lite ojämnheter).

Du kan ju börja med att hänvisa till bättre källa själv innan du kräver mig det. Det där hittade jag snabbt och du kan säkert hitta mycket bättre om du lägger lite tid på det.

EDIT:
Duger det med ett Koreansk Universitet?
http://link.springer.com/article/10.1007/BF02915963#page-1