Brzdne sily podrobnejsie
Detaily (pre koho je fyzika uhlavny nepriatel, nech to radsej ani necita, predide moznym kolapsom
):
- Na teleso/sustavu, pohybujuce sa rovnomernym priamociarym pohybom, neposobi ziadna sila (trenie a odpor vetra zanedbame
.
- Na zastavenie pohybujucej sa sustavy je treba posobit silou proti smeru jej pohybu, ktora sposobi spomalenie (tzn. zaporne zrychlenie). Velkost spomalenia je
–a = F/m je tym vacsia, cim vacsia sila
F posobi proti pohybu a cim mensia je hmotnost
m sustavy (jazdec + bike). Jedina sila, ktoru moze jazdec vyuzit na spomalenie, je trecia sila plast/povrch Ft vyvolana reakciou na brzdnu silu Fb.
- Trecia sila
Ft = k * F, pricom
k je sucinitel smykoveho trenia dany materialom a
F je gravitacna sila umerna casti hmotnosti jazdca a ramu, ktora posobi na predne koleso. Posobenie hmotnosti jazdca je skryte v existencii trecej sily Ft (koleso/podklad), ktora by bez jej posobenia vobec neexistovala.
- Trecia sila plast/podklad (v obrazkoch oznacovana
Ft) sa pri rovnomernom pohybe v priamom smere takmer neuplatnuje, jej existencia roztaca
koleso (predne
) a jej velkost je prave rovna valivemu odporu a trecej sile v loziskach.
- Pre vysledovanie posobenia sil mozme predpokladat, ze
vidlica je trebars aj pevna (teda nie odpruzena), ze spojenie brzdica s vidlicou je tuhe (aj v skutocnosti je). Ak su zname velkosti a smery sil, mozme analyzovat ich vplyv na odpruzenu vidlicu. Vplyv momentu zotrvacnosti tociaceho sa
kolesa zanedbame. Jeho vplyv je najme v zaciatkoch brzdenia a s narastajucou brzdnou silou sa bude znizovat (mozme predpokladat stav tesne pred smykom alebo smyk, kedy je tento moment zotrvacnosti = 0). Jeho zohladnenie by som uz beztak nezvladol
.
- Moment (sily) [Nm] je sila [N] x rameno sily [m], a sam osebe nic nehovori o velkosti sily, kym nie je zname rameno. Preto nadalej ostanem pri silovom posobeni, ktore je na pochopenie nazornejsie (podla mna) a dovoluje znazornit pomery sil.
ad petergove sily..
uvaha:
L2=obrovske
aby mi ostala Ft staci mi Fb=velmi male (dajme tomu ze nula)
takze F=Ft => ked L2 je vacsie potom F je mensie. (ked zvacsim kotuc bude posobit mensia sila)
a potom ked F je mensie tak musi byt mensie aj Fz a Fk, to by znamenalo mensie namahanie
vidlice dopracovali sme sa k tomu ze vacsi kotuc vam setri vidlicu ( ??? )
Brzdna sila Fb posobi na pake s dlzkou L2 (polomer kotuca) a vyvolava reakciu na druhej strane paky s polomerom R1 (koleso) o velkosti Ft:
Ft * R1 = Fb * R2 => Ft/Fb = R2/R1
Prave preto, ze L2 (polomer kotuca) je ovela mensie ako R1 (polomer kolesa), musi byt brzdna sila Fb ovela vacsia. Napr. pre kotuc 160mm a koleso 660mm je brzdna sila Fb 4.125x vacsia ako Ft. V skutocnosti je primarne vyvolana jazdcom prave sila Fb a ta sposobi Ft, ale pomery zostavaju. Teda uvaha, ze F = Ft je nezmysel a aj z toho vplyvajuce zavery.
a este> ta sila Fz (ktora zrejme sposobuje Zanaranie vidlice (??)) je len fiktivna, v skutocnosti je presne opacna a nou posobi ram, preto lebo
ram ide dopredu ale kedze vidlica nie je kolmo na smer sily trecej tak nejaka cast (cos alfa) trecej sily sa prenasa aj smerom takym, akym sa moze stlacit vidlica
Z fyzikalneho rozkladu sily F zlozka Fz skutocne vychadza, je to len otazkou jej interpretacie. Mechanizmus “lebo ram ide dopredu” je sice fakt, musi sa ale najst konkretne sila a jej posobenie. Ako som uviedol vyssie, hmotnost jazdca a ramu je skryta v existencii trecej sily Ft. Tato sila vyjadruje posobenie hmotnosti jazdca/ramu a v klude alebo pocas jazdy neexistuje (vid. hore). Samotna existencia pohybujucej sa hmotnosti jazdca a uvaha, ze “ide dopredu” nic neriesi, dolezite je konstrukcne riesenie a posobenia sil. Mozem uviest niekolko prikladov. Ak stejny jazdec
brzdi na lade, zdaleka nedojde k takemu zanoreniu vidlice, ako ked brzdi na asfalte alebo z kopca. Suvis s velkostou trecej sily je jasny pri stejnej hmotnosti jazdca. Dalsim prikladom je teleskopicka vidlica USE Sub Anti Dive, kde sa inym prepakovanim brzdica voci vidlici dosiahlo, za sa pri brzdeni nenori do zdvihu, skor naopak. Posledny priklad je posobenie brzdnych ucinkov na zadnu stavbu (moj predch. prispevok), kde tiez vidno suvislost s prepakovanim.
Treba si uvedomit, ze vo vnutri vidlice je pruzina (predpokladajme ocelovu), ktora je v klude stlacena silou, adekvatnou hmotnosti jazdca. Z mechanizmu posobenia sil na pruzine vplyva, ze pruzina sa stlaci a posobi proti tejto sile rovnako velkou silou
Fp = k. dl, kde
dl je stlacenie pruziny a
k je jednoducho povedane “tvrdost” pruziny. Sily su v rovnovahe, vyslednica je 0. Teraz si predstavme, ze k tejto “kontra” sile pruziny sa prida sila Fz. Na vytvorenie rovnovahy sa pruzina stlaci akokeby zdanlivo zacala na nu posobit v opacnom smere zvysena hmotnost jazdca. Ked brzdenie skonci a zaniknu sily Ft, Fb a F, Fz prestane posobit a pruzina sa vrati do povodneho rovnovazneho stavu. Lepsie to vysvetlit neviem.
ktomu 160vs203 pdfku> skor by bolo zaujimave nacrtnut taku istu situaciu len s podmienkou Ft160 = Ft203 aby sme pozorovali rozdiel Fk160 a Fk203 kedze o tychto dvoch silach je tato tema
Situacia Ft160 = Ft200 je popisana na prvom obrazku Posobenie sil kotuc vs. V-brake (v smyku) vratane situacie na V-brake (zakreslena sila Ft je vo vsetkych pripadoch rovnaka). Je tam aj uvedeny zaver: „Ak je brzdna sila, ktoru vyvinie brzdic, neobmedzena, potom je vidlica namahana tym viac, cim je polomer kotuca mensi, pretoze je potrebna vacsia sila na brzdici“. Vyplyva to z rovnice Ft * R1 = Fb * R2, ak R2 (polomer kotuca) sa blizi k 0, potom Fb sa blizi k nekonecnu a vysledna sila F = Fb + Ft taktiez. Samozrejme v praxi to nie je mozne dosiahnut, pri dosiahnuti istej velkosti sily Ft dojde k prechodu zo statickeho trenia na smykove (smyk) a silu Ft nie je mozne viac zvacsit.
Este raz zdoraznujem, ze to nie je realna situacia, ako je vysvetlene v dalsom prispevku s obr. „Kotuc 200 vs. 160.PDF“ (opraveny obr. Kotuc 200 vs. 160 este raz.PDF). Brzdna sila
Fb vznika z tlaku v brzovom systeme
p, sposobenym stlacenim packy brzdy, ktory nasobeny plochou piestika
S a koef. trenia dosticka/kotuc
k tvori brzdnu silu (
Fb = p * S * k, tato silam je tiez trecia). Velkost sily Fb je dana len a len konstrukciou
brzdy a pouzitych dosticiek a je konecna. Pouzitim kotuca s vacsim priemerom a podla rovnice Ft * R1 = Fb * R2 (ale tiez sedliackeho rozumu) je dosiahnutelna sila Ft (trenie plast/podklad) tym vacsia, cim vacsi kotuc je pouzity. Vysledna sila F sa vsak sklada aj zo zlozky Fb (F = Fb + Ft), ktora je pri pouziti stejneho brzdica rovnaka, a teda zvacsenie vyslednej sily pri zmene kotuca zo 160 na 200 mm nebude v pomere polomerov resp. priemerov kotucov (200/160 = 1.25, t.j. 25%), ale niekde medzi 0 – 25%. Presna hodnota sa neda stanovit bez znalosti konkretnych parametrov (koeficienty trenia, tlak resp. brzdna sila ...). Je vsak iste, ze pri pouziti kotuca 200mm je dosiahnutelna vysledna sila F vacsia, ako pri pouziti kotuca 160mm, a tym aj namahanie vidlice. Otazkou este zostava, ktore namahanie vidlice je z hladiska zivotnosti podstatne, ci predozadne Fk (posobi symetricky a namaha klzne puzdra a krk vidlice) alebo torzne, ktorym som sa nezaoberal (posobi asymetricky, krutom na jednu nohu) – vid. obr. zlomenej Axel, alebo oba, len inym ucinkom.
P.S. Tymto som vycerpal vsetky svoje poznatky a najme energiu k danej teme a nebudem reagovat na prispevky, ktore nie su konkretne a podlozene napr. obrazkami (tym nemyslim MuFa, ktory sa fakt snazil).