motocykl w zakręcie - pytanie do wnikliwego fachowca

[kondraxk]

Kolejny dylemat motocyklisty teoretyka. Przekopałem to forum, internet, obie polecane książki - motocyklista doskonały i a twist of the wirst, i w dalszym ciągu nie wiem co tak na prawdę dzieje się z motocyklem w czasie skrętu.

Chodzi mi konkretnie o kierunek skręcenia kierownicy w zakręcie w hipotetycznej sytuacji, kiedy przejeżdżamy łuk ze stałą prędkością i stałym pochyleniem, bez korekt toru jazdy. Czy:

a) kierownica po początkowym przeciwskręcie jest skręcona do zakrętu? Tak mi się wydawało od tydzień temu do wczoraj - na zdrowy chłopski rozum - jeśli chcesz jechać w lewo, to w końcu tę kierownicę w tęże stronę skręcić musisz...tyle że też zacząłem nabierać wątpliwości, po kiego diabła opór na wewnętrznej manetce?

b) kierownica jest po początkowym przeciwskręcie ustawiona prosto ( pomijam "fizjologiczne" wężykowanie kierownicy ), a zakręt załatwia stożkowaty kształt powierzchnii styku opony na całym jej obwodzie. Tylko znowu - skąd opór na wewnętrznej manetce?...

c) kierownica jest non stop ustawiona w przeciwskręcie, z tym że początkowy jest większy - do pochylenia motocykla, potem minimalny do utrzymania motocykla w pochyleniu. Zakręt załatwia stożek, a wszystkie siły prostujące motor - przeciwskręt. To wyjaśniałoby opór na manetce, na chwilę obecną najbardziej to do mnie przemawia, ale...No i właśnie to ale nie daje mi spokoju.

Osób do dywagacji na ten temat znajdzie się wiele, osób pewnych swojego zdania na 99% też, a czy znajdzie się choć jedna osoba pewna na 100% tak żeby to wyjaśnić bez cienia wątpliwości?

[falconiforme]

Odp C.
Na schemacie widać że opona jest ciągnięta przez przednie zawieszenie.
Åšlad jest zaznaczony na niebiesko.

Gdy motocykl pochylamy w lewo miejsce styku opony z asfaltem zmienia położenie. Siły tarcia skręcają kierownicę w lewo, co daje efekt prostowania.
By utrzymać pochylenie musimy ciągle napierać na kierownicę w prawo.

Gdy motocykl pochylamy w prawo miejsce styku opony z asfaltem zmienia położenie. Siły tarcia skręcają kierownicę w prawo, co daje efekt prostowania.
By utrzymać pochylenie musimy ciągle napierać na kierownicę w lewo.

Gdy puścimy kierownicę te dwa powyższe czynniki non stop utrzymują motocykl w "pionie" i jedziemy torem niewidzialnego slalomu.

[abc]

Kolega juz wyzej widze wyjasnil - ja tak w ramach rozrywki prostym jezykiem wyjasnie, na przykladach bo to najlatwiej.

Wez sobie rower, ustaw go w pionie, kierownica prosto i pchaj go idealnie do przodu trzymajac za siodelko. Jak latwo sie domyslic - rower pojedzie prosto. Idealnie po linii prostej. Trzymajac za siodelko i go pchajac, zacznij pochylac go lekko do siebie. Co sie stanie? Ano rower mimo ze trzymasz go za siodelko zacznie skrecac w strone pochylenia.
Zrob sobie jeszcze taki eksperyment - sprobuj powyzsze zrobic z mniejsza i wieksza predkoscia. Dojdziesz do wniosku: ze im wieksza predkosc tym jednoslad (w tym przypadku rower) skreca latwiej w strone pochylenia. Oczywiscie - caly czas pchajac za siodelko a nie za kierownice.

Wniosek: im jednoslad szybciej jedzie i bardziej sie pochyla, tym na kierownice dzialaja wieksze sily skretne w kierunku pochylenia!

Powyzsze stwierdzenie jest punktem wyjscia do dalszego.

Chcemy skrecic w lewo uzywajac przeciwskretu (czyli inicjujemy ruch w prawo by skrecic w lewo).

Co sie dzieje?

Z fizyki: wektor sily dziala prosto. F jak wiemy to: F=m*a.
Czyli sila zalezy od masy i przyspieszenia. Im wieksza masa i predkosc - tym trudniej przeciwstawic sie temu wektorowi - czyli zmienic jego kierunek.

Przesledzmy 2 sytuacje: jedziesz ciezkim motorem 100 km/h i jezdziesz tym samym motorem 3 km/h. W obu przypadkach zakladam siedzisz idealnie prosto na motocyklu i w ogole nie balansujesz cialem.

Przy 3 km/h skrecajac w lewo - skrecisz w lewo. Przy tej predkosci przeciwskret nie dziala! Bo sila F twojej masy i masy motocykla + mala predkosc podniesiona do kwadratu (ze wzoru: F=m*a) jest tak malutka ze kierunek wektora tej sily bardzo prosto zienic - po prostu skrecajac w strone ktora cie interesuje. Sila skretu samej kierownicy zaburza skutecznie przy 3km/h wektor malej sily dzialajacy prosto powodujac, ze opona przednia zmienia swoj tor powodujac ze caly motocykl za nia podaza.

Przy 100 km/h - jak chcesz skrecic w lewo to nie dziala. Zeby skrecic w lewo musisz sprawic - tak jak w przykladzie z naszym rowerem - by zaczely dzialac sily skretne na kierownice.
Mozemy to osiagnac poprzez nacisk na bak jednym kolanem, balansem ciala badz zwisem tylka z siedzenia a motor nam skreci. Analogicznie jak rower. Ale skreci tylko do pewnego momentu. Przy duzych predkosciach sila dzialajaca wprost F jest tak duza, ze balans cialem, nacisk kolanem na bak nie pozwoli zaciesnic luku i wybic kierunek dzialania sily F tak jakbysmy chcieli. To umozliwia tylko przeciwskret. I to jest tragiczne, ze na kursie ucza ludzi jezdzic 40 km/h na jakims 'gienku' dajac uprawnienia na litry o duzej masie i duzych osiagach. O ile w miescie nacisk kolanami i wyginanie sie na 'gienku' zda swobodnie egzamin o tyle na szybkim, ciezkim literku nie. Wniosek: na kursach powinno sie uczyc kursanta jazdy na najbardziej topornym motocyklu do skretow jaki jest mozliwy, czyli np. hondzie CBR 1000F. Bez wyjatku - dziewczyny tez
To tak na marginesie.

Wracamy do przeciwskretu naszego przy predkosci 100 km/h.
Co mamy tutaj?
Ano mamy bardzo sztywny kierunek wektora duzej sily F.

F= m*a, czyli: F=[250kg(motocykla) + 90kg(motocyklisty)] * (100km/h)^2.

I jak taki kierunek wektora zmienic by caly pojazd skrecil w lewo? Na pewno nie bicepsem

Pamietajmy, ze to co opisuje nizej dzieje sie w ulamkach sekund.
Robimy skret w prawo (przeciwskret) a motor sie pochyla w lewo.
A pochyla sie, bo jest konflikt interesow miedzy kierunkiem wektora sily dzialajacego prosto a przednia opona.

Opona przednia chce jechac w prawo (no bo skrecamy w prawo), ale potezna sila dziala prosto. Motocykl sie nie rozdwoi wiec wybiera kompromis. Dol motocykla jedzie w prawo - przednie kolo - natomiast gora motocykla, czyli pasazer + masa silnika, siodla, kierownicy, skrzyni biegow, baka z benzyna, pasazera i czego tam jeszcze jedzie prosto.
A tym kompromisem jest pochylenie motocykla.

Czyli prosto chce jechac cos kolo 330kg a w prawo cos kolo 10 kg (masa opony + tarcie opony i inne mniej wazne rzeczy dla tego przykladu).

Skoro jedno chce jechac prosto (balast + maszyna) a drugie w prawo (przednie kolo) - to teoretycznie powinna nastapic gleba. Motocykl powinien wylozyc sie na prostej. Ale on jednak skreca!

Dlaczego?

Klania sie przyklad z rowerem. Identycznie jest z motocyklem.
W momencie gdy kolo przednie probuje jechac w prawo (podkreslam, probuje, ono jedzie ale minimalnie i przez ulamek sekundy), momentalnie powstaje 'rozdwojenie jazni' motocykla o ktorym wyzej napisalem - czego efektem jest kompromis w postaci zlozenia.
A jak sie zaczyna skladac, to do 'gry' wchodzi nowy zawodnik: F2.
F2 to to dzieki czemu skrecamy. F2 to wlasnie sila skretna ktora dziala na kierownice, ta sama sila jak w przykladzie z pchanym rowerem za siodelko.

Wszystko co wyzej napisalem dziala w ulamku sekundy. Ciaglosc jak w reakcji atomowej. To nie tak, ze sobie kolo prawe jedzie 10 cm, potem nagle powstaje sila F2.

Sila F2 narasta w sposob ciagly gdy stosujemy przeciwskret.
Gdy skrecamy w prawo, momentalnie, od razu reakcja na nasza sile skretu w prawo jest powstanie wiekszej sily przeciwnej - sily skretnej kierownicy w kierunku docelowego skretu.

Im bardziej skrecamy przeciwskretem tym momentalnie powstaje wieksza sila, ta pozadana, ktora skreca kierownice motocykla w pozadanym kierunku. My absolutnie nie robimy najpierw przeciwskretu a potem sami skrecamy! Nie! My robimy tylko przeciwskret a motor sam skreca! Jakbysmy po przeciwskrecie chieli skrecic to motor by sie prostowal bo to bylby tez przeciwskret ale w druga strone.
Wystarczy lekko pchnac jednym palcem lewa manetke do przodu, prawa reka zwisa - a motor i tak nam sam skreci. To dowod na to, ze nie my skrecamy w pozadanym kierunku a sila powstajaca na kierownicy!

Jak skrecilismy w lewo o tyle ile chcielismy, lewa reka podtrzymujemy tylko manetke, zeby zrownowazyc sile skretna kierownicy. Potem zaczynamy skreca w lewo i analogicznie - motor nam sie prostuje.

A skad sie bierze ta sila przeciwskretna do naszego przeciwskretu - ta wlasciwa, ktora powoduje, ze kierownica motocykla skreca w porzadanym kierunku?

A to juz wyzsza szkola jazdy. To jest dzialka inzynierow ktorzy konstruuja motocykl, kat nachylenia przedniego amorka, geometria ramy, kola, rodzaj i konstukcja opon, srodek ciezkosci - to wszystko ma bardzo duzy wplyw na to jaka ta sila powstaje na kierownicy.
Wlasnie bardzo mizerna ponoc powstaje ta sila skretna w hondzie cbr 1000F dual. To taki mul do skrecania ze trzeba tam wszystko idealnie zrobic zeby z optymalna predkoscia wziac zakret. Do szybkiej jazdy niebezpieczny, bo nie wybacza bledow - do nauki jazdy w sam raz. Kursant tez glebe powinien zaliczyc co by wiedzial co to motocykl. Na takim najlatwiej sie nauczyc przeciwskretu i poprawnej pozycji.

Jakbym mial uczyc - na takim bym uczyl. Kwetia tylko wyzszej ceny musialaby byc za paliwo - wiadomo

[kondraxk]

ZaczynajÄ…c od dygresji

I to jest tragiczne, ze na kursie ucza ludzi jezdzic 40 km/h na jakims 'gienku' dajac uprawnienia na litry o duzej masie i duzych osiagach. O ile w miescie nacisk kolanami i wyginanie sie na 'gienku' zda swobodnie egzamin o tyle na szybkim, ciezkim literku nie. Wniosek: na kursach powinno sie uczyc kursanta jazdy na najbardziej topornym motocyklu do skretow jaki jest mozliwy, czyli np. hondzie CBR 1000F. Bez wyjatku - dziewczyny tez
To tak na marginesie.

Zacząłem kurs prawa jazdy kat.A. Przedtem intensywnie zagłębiłem się w to co tutaj piszecie, zdałem sobie sprawę z istotności używania przeciwskrętu. Przed pierwszą jazdą pytam się instruktora: "Czy ósemkę przejeżdżamy stosując przeciwskręt?" na co instruktor: " Przeciwskręt, to znaczy jak?"


A wracając do wątku, to czemu nikt nie wspomina tutaj o efekcie żyroskopowym, który chyba - głowy nie dam sobie za to uciąć - jest jednym z ważniejszych elementów jakie mają wpływ na kierunek skrętu kierownicy w zakręcie?

abc - przyspieszenie to nie jest to samo co prędkość do kwadratu, a co do przyczyny powstania siły przeciwprzeciwskrętnej polecam "motocyklista doskonały", str. 54.

[falconiforme]

...
A wracając do wątku, to czemu nikt nie wspomina tutaj o efekcie żyroskopowym, który chyba - głowy nie dam sobie za to uciąć - jest jednym z ważniejszych elementów jakie mają wpływ na kierunek skrętu kierownicy w zakręcie?
...

Dokładnie napisałem w pierwszym poście czemu motocykl jedzie prosto po puszczeniu kierownicy. A w zakręcie przeciwdziałasz temu efektowi napierając na kierownicę by utrzymać pochylenie.

Efekt żyroskopowy jest dwojako rozumiany:
1. Automatyczny ciągły przeciwskręt po puszczeniu kierownicy. Motocykl jedzie nieodczuwalną sinusoidą.

2. Kręcące się koła, zębatki, zębatki skrzyni, wał korbowy, wałki rozrządu wytwarzają duży moment pędu (masa x prędkość x promień).
Dlatego czym szybciej jedziesz tym ciężej jest wytrącić motocykl z równowagi.
L=r x p

[abc]

Fakt, szkole dawno konczylem i pozno pisalem z glowy. Przyspieszenie jako pochodna predkosci po czasie wyraza sie w innych jednostkach niz moje v^2. To v^2 daloby inne, bledne jednostki, ktore pomnozone przez m nie daloby jednostki w ktorej wyrazana jest sila.
Przperaszam za blad