Пневматическая подвеска на самокат

[DIVAS]

Если это так, то можете смело идти за нобелевской премией 

Спойлер

Кивок будет всегда, независимо от конструкции подвески. И определяется этот кивок моментом, который получается от воздействия силы инерции ( центр тяжести, красная точка)  на плечо  (ее высота от земли). И никакими ухищрениями этот момент не обмануть.  Нужно исключить или силу инерции (т.е. не тормозить вообще), или убрать высоту тела над землей)
Еще вариант - увеличить длину самоката (колесную базу),  вынося переднее колесо как можно дальше вперед. Неприемлемо.
Это механика, друзья!

Так. Кажется мы говорим о разном.
Что Вы называете кивком? Изменение вектора силы, действующей на тело?
Разумеется, с изменением вектора силы, действующей на тело при торможении, никто ничего сделать не сможет - тут Вы правы. Но Вы не правы в том, что называете это кивком.
Кивком подвески обычно называют механическое явление - прогибание передней подвески при торможении.

А вот механическое явление прогибания подвески можно предотвратить, если силу торможения с суппорта перенаправить на компенсацию прогибания подвески - тогда при торможении в подвеске будет возникать дополнительная сила, разжимающая подвеску. Этот метод уже давно применяется в некоторых конструкциях подвески.

[ingener]

А так! Кивок будет?

при жесткой вилке? будет минимальный, определится только деформацией шин.
Добавлено 23 Фев. 2018 в 11:06

А вот механическое явление прогибания подвески можно предотвратить, если силу торможения с суппорта перенаправить на компенсацию прогибания подвески

Имеете в виду,  можно получить "ниоткуда" дополнительный момент, который  начнет работать навстречу основному моменту торможения? Если поставить суппорт на рычаг, который при томрожении будет стремиться подняться? И эта сила сравнится с силой, вызывающкей кивок?
Сомневаюсь, но тут надо много рисовать, может, чуть позже

[Klavish83]

при жесткой вилке? будет минимальный, определится только деформацией шин.

При торможении передним тормозом, она тоже становится жёсткой, у этой гармошки уже нет второго шарнира ( суппорт, рычаг и колесо- это уже одно целое) что бы сложится
Как то так

[Klavish83]

[user]DIVAS[/user], подскока тоже не какого не будет, только отрыв заднего колеса и ...


https://m.zr.ru/content/articles/327411-zheleznyj_feniks/?ei=3ni1UdC5LcWE4ATjv4G4CQ&psig=AFQjCNGdpO_8K0RT2VXUBlFZOYTe68n49g&ust=1370933854790498

[Бабай]

Отсюда следует, что чем ниже, тем лучше.

Всё правильно. При наезде на препятствие часть кинетической энергии самоката распределяется на разные деформации и только один элемент - упругая шина способствует огибанию препятствия.
При большом отклонении маятника от горизонтали увеличиваются нормальные составляющие сил, которые бесследно (если не отломит) поглощаются в маятнике, кронштейне, гусе ... и уменьшается единственная тангециальная составляющая Fт, поднимающая колесо на препятствие.
И у этой составляющей есть противники. Не знаю, какая сила из них противнее, но, если они в сумме окажутся больше Fт, то такая конструкция подвески откроет "пасть" по-полной.
Особенно это опасно при неожиданном попадании на препятствие (например, выбоина закрытая лужей).
Тут уже рисовали примерные стрелочки разных сил, но не упомянули о моменте инерции вращающегося колеса, который, на большой скорости, может иметь большие значения.
Итак, колесо имеет продольную скорость оси и угловую - вращения.
Угловая скорость колеса, при небольших неровностях меняется и зависит от скорости оси и  незначительных изменений радиуса качения.
Но, при наезде на большую неровность, радиус может измениться очень сильно.

При том, что скорость оси ещё почти не изменилась, сцепление шины с препятствием и закон сохранения должны раскрутить колесо до соответствующих оборотов при меньшем радиусе качения.
К сопротивлению торсиона или амортизатора, стремящегося прижать колесо к земле, против силы Fт добавится ещё одна составляющая F1т от силы углового ускорения.
Поэтому, чем ниже, тем лучше.

Я бы с радостью сделал ниже, но тогда боюсь, что рычаг может упереться в землю, при полном ходе амортизатора =/

У амортизатора есть минимальная длина.
Шарнир рычага может упереться в землю только при полном сжатии амортизатора, что возможно только при спрыгивании в большой высоты. Можно прорисовать эту ситуацию, чтобы опустить шарнир как можно ниже. Или Вы по ступенькам собираетесь гонять ? 

[DIVAS]

[user]DIVAS[/user], подскока тоже не какого не будет, только отрыв заднего колеса и ...

А вот это зависит от длины рычага.
Допустим, мы имеем тормозной момент 100 Н/м. Это 10кг на метр или 100кг на дециметр.
Допустим, при таком торможении переднее колесо получает дополнительные 100кг нагрузки.
Необходимые для этого массу транспортного средства и диаметр колёс опустим, мы сейчас не про них.

Если рычаг очень длинный (пусть будет 1 метр!), то на его конце поднимающее усилие будет всего 10кг и подвеска всё равно просядет, т.к. +90кг остаются на ней.
Если рычаг короткий (пусть будет 5см), то подвеска получит разжимающее усилие 200кг и разогнётся в обратную сторону.
А если взять рычаг равным 10см, то дополнительная нагрузка в 100кг на переднюю подвеску при торможении моментом 10Н/м будет скомпенсирована 100кг ответного тормозного усилия и тогда подвеска никуда не прогнётся и не подпрыгнет.

И если правильно подобрать длину рычага и диаметр колеса, то для ТС с определённым расположением центра тяжести можно получить подвеску, у которой эффект клевка будет сведён к минимуму и практически не заметен. Избежать реакции на торможение полностью, конечно, не получится, т.к. есть несколько переменных величин, в т.ч. расположение центра тяжести. Но свести эту реакцию к малозаметному минимуму можно и это успешно делают в некоторых серийных ТС.

[ingener]

суппорт, рычаг и колесо- это уже одно целое

Только при условии полной блокировки колеса. А кто так тормозит?

[ingener]

Вот, может, по такой наглядной схеме станет понятно, что торможение не поможет избежать клевка подвески.

1 вариант - подвеска а-ля дуалтрон. Из-за того, что шарнир (а это итоговая опорная точка жесткой рамы - желтая точка) находится ближе к центру тяжести (проще говоря, виртуально дека короче) - сила клевка в этом месте будет больше (красная стрелка), но тормозной момент от суппорта на рычаге, как верно заметили уже коллеги, будет стремиться поднять рычаг вверх. В итоге образуется сумма сил = синяя стрелка.
ИТОГ - тормозной момент не уберет клевок, а лишь скомпенсирует заведомо более высокую силу клевка, обусловленную нехождением шарнира ближе к центру тяжести.

2 вариант - зеркально расположенный шарнир. Идеально с точки зрения кинематики.  Из-за того, что точка опоры теперь находится дальше от центра тяжести (виртуальгно дека длиннее), то сила клевка станет меньше. Но тормозной момент от суппорта теперь не вычитается, а добавляется  к силе клевка, в итоге =   та же самая результирующая сила.

Т.е. снова - механически простой кинематикой нельзя погасить клевок подвески, не используя динамическую регулировкау жесткости или принудительную блокировку амортизатора.

[DIVAS]

Только при условии полной блокировки колеса. А кто так тормозит?

А Вам не кажется, что сила доп. нагрузки переднего колеса при торможении напрямую зависит от силы этого самого торможения? 
Блокировка-то тут и не нужна, важно то что тормозной момент с суппорта передаётся на рычаг и этим компенсирует возникающую доп. нагрузку подвески.

Вот, может, по такой наглядной схеме станет понятно, что торможение не поможет избежать клевка подвески.

Спойлер

1 вариант - подвеска а-ля дуалтрон. Из-за того, что шарнир (а это итоговая опорная точка жесткой рамы - желтая точка) находится ближе к центру тяжести (проще говоря, виртуально дека короче) - сила клевка в этом месте будет больше (красная стрелка), но тормозной момент от суппорта на рычаге, как верно заметили уже коллеги, будет стремиться поднять рычаг вверх. В итоге образуется сумма сил = синяя стрелка.
ИТОГ - тормозной момент не уберет клевок, а лишь скомпенсирует заведомо более высокую силу клевка, обусловленную нехождением шарнира ближе к центру тяжести.

2 вариант - зеркально расположенный шарнир. Идеально с точки зрения кинематики.  Из-за того, что точка опоры теперь находится дальше от центра тяжести (виртуальгно дека длиннее), то сила клевка станет меньше. Но тормозной момент от суппорта теперь не вычитается, а добавляется  к силе клевка, в итоге =   та же самая результирующая сила.

Опять мимо. Весовая нагрузка на подвеску никак не зависит от того, в какую сторону смотрит рычаг. Важны лишь конечные точки приложения усилий и способ перенаправления тормозного момента.

Т.е. снова - механически простой кинематикой нельзя погасить клевок подвески, не используя динамическую регулировкау жесткости или принудительную блокировку амортизатора.

Вы пытаетесь теоретически опровергнуть практику?
Рычажные вилки применяются уже очень давно и их свойства давно известны. Задолго до скутеров они использовались ещё на "Уралах" и показали себя уже там.


Почитайте:
http://ru.motorcycle.wikia.com/wiki/%D0%A0%D1%8B%D1%87%D0%B0%D0%B6%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B2%D0%B8%D0%BB%D0%BA%D0%B0

И вот ещё интересная статья:
http://sevprostor.ru/podgotovka-k-puteshestviyu/equipment/602-lead

А вот вариант с передним шарниром и противоклевковым механизмом суппорта:


Кстати, вариант с передним шарниром без противоклевковой системы вообще применять нельзя, ибо он при торможении ныряет резко, как ныряльщик в прорубь.

[alex_2d]

Всем огромное спасибо за бурное обсуждение. Стало намного больше понятно о принципах работы подвески Отдельное спасибо [user]Бабай[/user], за исчерпывающий ответ, по силам действующим при наезде на препятствие!

Или Вы по ступенькам собираетесь гонять ?

Ага, и прыгать с трамплинов

Попробую обрисовать выводы, которые у меня получилось сделать:

Получается, что бы полностью исключить возможность "открывания" подвески, шарнир должен находиться на уровне оси вращения колеса и ниже. В моём же варианте, при наезде на серьёзное препятствие, да ещё и с использованием переднего тормоза, есть риск порвать амортизатор. Буду опускать шарнир, на сколько это возможно.
К сожалению, до меня так и не дошло, каким именно образом, момент передаваемый суппортом при торможении, компенсирует доп. нагрузку на переднюю подвеску. Если не сложно, поясните подробно

Мне кажется, что при торможении момент с суппорта идёт на излом рычага и не более, а сама подвеска пытается разогнуться из-за того, что шарнир находится слишком высоко.
[user]DIVAS[/user], Спасибо за картинку противоклевковой системы. Понял, что мой вариант обратного шарнира непригоден, но теперь мне понятен принцип, как сделать правильно!
[user]Vinden[/user], Вам тоже спасибо, повеселили своей бурной реакцией на присвоение титула "поклонника дуалтрона" На мой взгляд, в душе вам всё ещё 15, раз из-за такого пустяка Вы решили перейти на личности и самостоятельно определить мою мотивацию на создание темы Если уж на то пошло, отвечу Вам своим субъективным анализом Вашей деятельности в этой теме Я всегда с радостью принимаю конструктивную критику, но к сожалению Ваши сообщения абсолютно не подкреплены никакими аргументами. К примеру

Это правильно сделали, но все равно мало.

Чего мало? Где? Вы вообще о чём? Конструктивная критика выглядит примерно так: "Это правильно сделали, но все равно мало, потому что..." или

будет скрипеть

Тоже спасибо за полный развёрнутый ответ, обязательно прислушаюсь к Вашему мнению.
А это как раз дало понять, что ждать развёрнутого ответа в принципе и не стоит

Я к тому, что разворот рычага дал бы более эффективную амортизацию.

А веду я это всё к тому, что Ваше мнение, на мой взгляд, не имеет ценности и его можно отнести к репликам стандартных критиков в духе "Как бы я сделал, если бы умел". Критикуйте конструктивно!
И если Вас так порвало с "поклонника дуалтрона", крайне любопытна реакция на это сообщение 

[ingener]

К сожалению, до меня так и не дошло, каким именно образом, момент передаваемый суппортом при торможении, компенсирует доп. нагрузку на переднюю подвеску. Если не сложно, поясните подробно

Не там точку опоры 2 нарисовали....

[DIVAS]

К сожалению, до меня так и не дошло, каким именно образом, момент передаваемый суппортом при торможении, компенсирует доп. нагрузку на переднюю подвеску. Если не сложно, поясните подробно

Ну смотрите - берём Вашу переднюю подвеску.
Куда передаётся усилие? На амортизатор.
Что делает амортизатор? Создаёт на рычаге момент силы, который через рычаг притиводействует силе реакции опоры оси колеса. А сила реакции опоры, в свою очередь, вносит свой момент силы, равный предыдущему, но направленный в противоположную сторону.

Теперь попрыгаем сверху.
Что делает рычаг? Правильно, поворачивается вокруг оси колеса, опуская задний конец с шарниром вниз. Система всегда стремится к равновесию, поэтому рычаг поворачивается до тех пор, пока моменты реакции опоры и амортизатора на рычаге снова не уравняются.

А теперь добавляем торможение. Торможение даёт два момента: который пытается перевернуть ТС (именно он сжимает переднюю подвеску), и собственно тормозной момент переднего суппорта.
Помним про равновесие и добавляем к предыдущим двум моментам три слагаемых - дополнительный момент силы от воздействия амортизатора на рычаг, дополнительный момент силы реакции опоры и полученный от суппорта тормозной момент, помогающий амортизатору.

А для того чтобы подвеска не клевала, нужно чтобы дополнительный момент силы реакции опоры и тормозной момент от суппорта друг друга компенсировали. Это подбирается длиной рычага.
А если развернуть шарнир вперёд и передать тормозной момент на рычаг - подвеска клюнет с удвоенной силой.
Поскольку в задаче нет линейного движения, а только вращательные, то почти вся задача сводится к расчётам моментов сил, а не линейных сил.

В случае с переднешарнирной подвеской немного проще - там геометрия подвески рассчитывается сама по себе, а противоклевковый рычаг - сам по себе.

[ingener]

А если развернуть шарнир вперёд и передать тормозной момент на рычаг - подвеска клюнет с удвоенной силой.

не будет никакой "удвоенной силы", так как точка опоры вынесена дальше от центра тяжести и сила клевка  на ней поэтому станет меньше....жаль, зря рисовал картинки для пояснения((

[DIVAS]

не будет никакой "удвоенной силы", так как точка опоры вынесена дальше от центра тяжести и сила клевка  на ней поэтому станет меньше....жаль, зря рисовал картинки для пояснения((

Картинки неверные, поэтому и зря.
Нагрузочные свойства подвески никак не зависят от того, куда развёрнут шарнир. Можно повернуть руль поперёк и в статике ничего не изменится.
Потому что точка опоры - это ось колеса, а не шарнир. Шарнир вообще не несёт опорной нагрузки. Вот если Вы снимете колесо и будете ездить шарниром по асфальту - тогда Ваши доводы будут ближе к истине.

Тормозной момент в одном случае прикладывается со знаком ПЛЮС, а в другом - со знаком МИНУС, от этого и коренная разница в поведении подвески при торможении с шарниром спереди и сзади.

[Romanyak]

Почитал ваши прения интересно и поучительно.
Возник вопрос: если делать зеркально спереди такой же шарнир и амортизатор какие преимущества мы получим?
Почему то мне вспомнилась подвеска по типу формулы на линках можно увеличить ход подвески имея амортизатор с малым ходом

Предложите оптимальный вариант светлые головы а то я чето начитался 

[ingener]

Тормозной момент в одном случае прикладывается со знаком ПЛЮС, а в другом - со знаком МИНУС

вот  именно,  но в одном случае он прикладывается к меньшей силе клевка, а во втором - к большей, поэтому итоговая сила клевка в обоих случаях одинакова.
А точка опоры не на дорогу имеется в виду, а жесткой конгструкции  (рама с вилкой до шарнира) на подвижную (подвеска) . И для деки с человеком именно эта точка определяющая.

[DIVAS]

Возник вопрос: если делать зеркально спереди такой же шарнир и амортизатор какие преимущества мы получим?

Так мы ж тут вроде уже пару страниц именно это и обсуждаем...
Преимущество у шарнира спереди по сути только одно - подвеска существенно адекватнее отрабатывает большие колдобины и не "спотыкается" об них.
Но взамен мы получаем проблему - двойной кивок при торможении, а чтобы от него избавиться - нужно изобретать дополнительный противоклевковый рычаг, который в обход рычага подвески перенаправит тормозной момент в нужную сторону.
Добавлено 24 Фев 2018 в 00:55

вот  именно,  но в одном случае он прикладывается к меньшей силе клевка, а во втором - к большей, поэтому итоговая сила клевка в обоих случаях одинакова.
А точка опоры не на дорогу имеется в виду, а жесткой конгструкции  (рама с вилкой до шарнира) на подвижную (подвеска) . И для деки с человеком именно эта точка определяющая.

Неверно. Совсем неверно, в корне. Попробуйте начать сначала и разложить всё на вектора сил и моменты сил.

Вам нужно взять у кого-нибудь самокат с рычажной подвеской и провести эксперимент - проехаться и тормознуть с правильным положением руля, а потом развернуть руль на 180° и повторить опыт. Наверное это единственное, что Вас убедит.

[Romanyak]

Так мы ж тут вроде уже пару страниц именно это и обсуждаем...
Преимущество у шарнира спереди по сути только одно - подвеска существенно адекватнее отрабатывает большие колдобины и не "спотыкается" об них.
Но взамен мы получаем проблему - двойной кивок при торможении, а чтобы от него избавиться - нужно изобретать дополнительный противоклевковый рычаг.

Я имел в виду если добавить ещё один аморт и шарнир вперёд мы получим плюсы обоих? Понимаю что масса вырастет, но если использовать два аморта можно и ведь и другое расположение рассмотреть по этому и кинул картинку) сижу мат часть читаю