Invloed statische gewichtsverdeling



Dovnload 21.91 Kb.
Datum03.10.2016
Grootte21.91 Kb.

Invloed statische gewichtsverdeling


Allereerst kunnen we aan de hand van het momentenevenwicht de statische gewichtsverdeling berekenen. Een motorfiets zit met zijn gewichtsverdeling normaliter op ongeveer 50% op het voorwiel en 50% op het achterwiel.

Omdat wij niet een ‘echte’ benzine motorfiets hebben. Hebben we een aanname gedaan van het zwaartepunt. Zowel bij benzine als bij LPG.


Statische gewichtsverdeling Benzine


Zoals eerder genoemd word de gewichtsverdeling bepaald aan de hand van de momentenstelling.

We nemen aan dat de hoogte van het zwaartepunt (HFz)0,70 meter is.

De wielbasis is 1,42 meter.

Het zwaartepunt bevind zich heeft t.o.v. het voorwiel een arm van (rFz) 0,70 meter

De massa inclusief bestuurder is 300 kg.

ΣΣΣ


ΣM = 0
0 = (0,7*(300*9,81))-1,42Fra­
1,42F­ra­ = 2060,1N

ra­ = 1451 N

Verdeling word:

1451/(300*9,81)*100%= 51% achter en dus 100%-49%= 51% voor. Verdeling: 51/49





Statische gewichtsverdeling LPG


Bij de LPG uitvoering zal het zwaartepunt naar achteren en omhoog verplaatsen onder invloed van de zware hoger geplaatste tank en het benzinetankje in de spoiler.

We nemen aan dat de hoogte van het zwaartepunt (HFz) 0,75 meter is.

De wielbasis is 1,42 meter.

Het zwaartepunt bevind zich heeft t.o.v. het voorwiel een arm van(rFz) 0,75 meter

De massa inclusief bestuurder is 310 kg.

ΣM = 0
0 = (0,75*(310*9,81))-1,42Fra­


1,42F­ra­ = 2281N

ra­ = 1605

Verdeling word:

1605/(310*9,81)*100%= 53% achter en dus 100%-53%= 47% voor. Verdeling : 47/53



Conclusie:


Te zien is dat de statische gewichtsverdeling van 51/49 naar 47/53 is gegaan. Een verandering van ongeveer 4%. Wij als projectgroep stellen dat deze verandering verwaarloosbaar is. Wanneer de bestuurder een goed gevulde rugzak op de (benzine)motorfiets meeneemt, is de gewichtsverdeling bij deLPG situatie vergelijkbaar.

Invloed Hellingshoek


Vervolgens kunnen we bekijken wat de invloed wordt op de hellengshoek bij een gegeven bochtstraal. We gaan er vanuit dat de bestuurder met redelijke snelheid door een klaverblad heen wil. Een klaverblad op hoge snelheid levert de hoogste centrifugaalkracht op van alle wegsituaties. Immers centrufugaalkracht = m*(v^2/r). Op de snelweg rijd men doorgaands met de hoogsts toegestaane snelheid. Een kleine bochtstraal zal een grotere kracht opleveren, evenals een hogere snelheid.

We gaan uit van dit klaverblad1, het ‘blad’ rechtsonder. Deze heeft een diameter van ongever 170 meter. Dus een bochtstraal van 85 meter.


Formule opstellen hellingshoek


Allereerst bekijken we de situatie van de onaangepaste motorfiets.

Bochtstraal: 85m

Gravitatieversnelling G: 9,81

Arm centrifigaalkr. r1: cos α* Hfz

Arm zwaartekracht r2 : sin α* Hfz

Centrufugaalkracht Fc: m*(v^2/r)

Zwaartekracht Fz: m*G

ΣM = 0


(r1*-Fc)+(r2*Fz)=0

((cos α* Hfz)*-(m*(v^2/r)))+((sin α* Hfz)*(m*G))=0

Met deze formule kan bij een gegeven snelheid , massa, hoogte zwaartepunt, en gravitatie versnelling de hellingshoek uitrekend worden (ten op zichte van de verticaal).

Berekening


De berekeningen zijn uitgevoerd met behulp van een grafische rekenmachine. Doormiddel van de optie intersect kon het snijpunt bepaald worden van onderstaande vergelijking (Formule Momentenevenwicht)

Eigenschappen benzine motorfiets:


Hoogte zwaartepunt Hfz: 0,70m

Massa m: 300kg

Gravitatie versnelling: 9,81

Formule Momentenevenwicht: ((cos α* 0,70)*-(300*(v^2/85)))+((sin α* 0,70)*(300*9,81))=0


Eigenschappen LPG motorfiets


Hoogte zwaartepunt Hfz: 0,75m
Massa m: 310kg
Gravitatieversnelling: 9,81

Formule Momentenevenwicht: ((cos α* 0,75)*-(310*(v^2/85)))+((sin α* 0,70)*(310*9,81))=0



[bochtstraal = 85m]

Benzine Motorfiets

LPG Motorfiets




Snelheid

Hoek α(t.o.v. verticaal)

Hoek α(t.o.v. verticaal)

Verschil

16,7m/s (60 km/u)

30,13⁰

30,13⁰

0,00⁰

22 m/s (80 km/u)

18,49⁰

18,49⁰

0,00⁰

27,77m/s (100 km/u)

42,77⁰

42,77⁰

0,00⁰


Conclusie


Uit te tabel is af te lezen dat de hoek bij de benzine uitvoering van de motorfiets even groot is met de hoek van de benzine motorfiets. Ter controle, bij 100 kilometer per uur is er tot de vierde decimaal geen verschil. De hellingshoek wordt vrijwel niet beïnvloed door ons LPG systeem, met onze packaging.

Invloed dompmoment


Als laatste kunnen we de invloed op het dompmoment berekenen.

Het domp moment ontstaat wanneer een kracht (versnellen, vertragen) werkt op het zwaartepunt. Het zwaartepunt wil gaan draaien om het dompcentrum.

De knikpool van de achterbrug kan gemakkelijk gevonden worden. Deze kan gezien worden als een enkelvoudige langsgeleider. De knikpool bevind zich ter hoogte van de achterbrug as.

De knikpool van de voorvork is een lastiger verhaal. In de lesstof van ophanging is een motorfiets niet specifiek behandeld. Een motorfiets voorvork veert zuiver in de veer richting in en uit. Hij ‘knikt’ niet om een knikpool. Dit is ook zo bij dubbele draagarmen. De knikpool van de voorvork ligt in het oneindige. Vandaar de keuze van de hulplijn vanaf de voorband: ‘parallel aan de draagarm’, haaks op de veerrichting, vanaf het contactpunt met de band.



Uit deze tekening is te zien dat het dompcentrum 1,25 meter onder het wegdek ligt.

Het domp moment is uit te rekenen met:
M=F*l

F=m*a
M=(m*a*l)

Mbenzine= 300*a*0,7 Mbenzine= 210*a

MLPG= 310*a*0,75 MLPG= 232*a

Te zien is dat het moment zich linair gedraagd ten opzichte van de vesnelling/vertraging. Het verschil zal ook bij toenemende a steeds groter worden.

Bij een a van 0, dus geen vertraging of versnelling zullen de dompmomenten van benzine en LPG even groot zijn.

De onbekende, a, zal bij een normale motorfiets (getrainde bestuurder) maximaal 1G bedragen2. In dat geval zullen er dompmomenten ontstaan van:
Mbenzine= 210*a 210*9,81= 2,06*10^3 Nm
MLPG= 232*a 232*9,81= 2,28*10^3 Nm

2,28/2,06*100%=110%



Het domp moment zal dus maximaal 10% groter zijn. Bij een minder grote vertraging zal dit verschil altijd 10% blijven.

Conclusie


Vergeleken met de vorige berekeningen word bij de LPG motorfiets de dompbeweging door het hogere zwaartepunt, en zwaardere massa heftiger beinvloed. Hierboven is aangetoont dat het verschil bij maximaal mogelijke remvertraging 10% zal bedragen.
Het is de vraag of deze domp daadwerkelijk storend is, zoals al bij de statische gewichtsverdeling werd opgemerkt: een rugtas beinvloed het zwaartepunt op dezelfde manier als de LPG installatie dat doet op een (om te bouwen) benzinemotorfiets.

1 http://local.google.nl/?ll=51.87363,4.575806&spn=0.015553,0.054932&t=h&z=15 Knooppunt A15, A16 t.h.v. Ridderkerk

2 http://nl.wikipedia.org/wiki/Remweg





De database wordt beschermd door het auteursrecht ©opleid.info 2019
stuur bericht

    Hoofdpagina