Скорость мотовелосипеда. Расчет скорости мотоцикла по звездам
Цепи и звезды. Часть 3. Передаточные значения звезд — FPS Racing Team
А теперь собственно то, к чему мы так долго шли. Передаточные значения звезд.
В стоке на мотоцикле устанавливаются такие звезды, при которых достигается оптимальное (средне-статистическое) соотношение разгонной динамики к максимальной скорости. Берем к примеру литровый спортбайк. Выбор связан с тем что все знания полученные мной были основаны на спортивном мотоцикле. Эти же принципы работают для всех типов техники, но мне понятнее объяснять на том, откуда я эти знания получал.
Теперь попробую ответить на вопрос для чего это необходимо делать. В стоке мотоцикл рассчитан, как на условия езды по городу со скоростью 60 км/ч (в Европе не нарушают) так и на магистрали со скоростью 297 км/ч (Электронное ограничение по законодательству). Причем используется только 5 передач, шестая - овердрайв, то есть экономичный режим понижающий обороты и отбирающий мощность с колеса для экономии топлива. Но так как у нас мотоцикл спортивный, то нам режим овердрайва, в принципе, не нужен. Нам необходимо получить все 6 передач в полном диапазоне. Если мотоцикл не спортивный, мы можем добиться заданных характеристик, например для стантрайдинга нам нет необходимости в максимальной скорости, но вот передачу крутящего момента нам необходимо поднять. для треков мы используем набор звезд, в зависимости от конфигурации. Если трек скоростной, очень обидно когда на прямой тебя обходят более медленные пилоты. Для примера на треке "Чайка" максимальная скорость 220 км/ч, следовательно больше 240 максималки иметь в запасе не нужно, а вот сделать 6 передачь в диапазоне до 240 очень вкусная задача. Приятно на каждом прямике откусывать по пару метров, просто за счет технического превосходства.
Правило простое: увеличение задней звезды ведет к увеличению крутящего момента, а уменьшение в увеличению максимальной скорости мотоцикла. Передняя звезда отвечает за распределение мощности. То есть поставив большую звезду назад мотоцикл вместо рагона будет просто подниматься на заднее колесо, потому что отдача мощности будет значительно перекрывать возможность толкать мотоцикл вперед. Вернее для простоты возмем следующее правило: задняя звезда задирает мот, передняя толкает вперед.
Рассмотрим теорию происходящего. Обе звезды на самом деле влияют на одни и теже параметры. Например поставив переднюю звезду на один зуб больше (6 процентов) это тоже самое в процентном соотношении что 45 на заднюю ось. То есть увеличив перед но один и зад на 4 мы получим вроде мотоцикл с практически неизмененными характеристиками, но не все так очевидно. Все равно происходят изменения рычага силы прикладываемого на шестерню. Мощность это производная усилия на рычаг за единицу времени, следовательно изменяя длинны рычага мы изменяем мощностные показатели. Еще пример.
Есть звезда на 16 зубьев скажем с диаметром 13 мм от вала, следовательно имеем радиус 23 мм полный и диаметр 46 соответственно. Длинна окружности составляет 144 мм при увеличении количества зубьев мы увеличиваем диаметр шестерни. Для 17 зубьев диаметр составляет 17 мм, это значит что диаметр увеличен на 2 мм и длинна окружности составляет 151 мм. Мы видим что увеличена лдинна рычага. То есть усилие на цепи будет выше, даже при том же самом распределении мощности. Ниже приведены результаты скоростей при неизменном соотношении между передней и задней звездой.
А теперь рассмотрим заднюю звезду. Теде принципы что и для передней звезды, только диаметр увеличится очень значительно, что для мотоцикла очень нехорошо в динамике.
Как видим мощностные показатели не сильно поменялись, только на высоких скоростях есть значительные изменения, они как раз и являются показателем небольшого отличия в передаточных значениях.
Теперь рассмотрим как меняются пары звезд
Итак, в стоке мы имеем 16 зубов переднюю звездочку и 41 заднюю. Делим 41:16=2,5625 это и есть коэффициент с которым мы будем в дальнейшем работать.
Стандартный коэффициент звезд 41:16=2,5625*
Меняем например заднюю на 45, получаем 45:16=2,8125
*для любого другого мотоцикла проделываем точно такую же операцию и узнаем коэффициент.
Теперь вычисляем разницу коэффициентов: 2,8125:2,5625=1,09756. То есть грубо говоря на 10 процентов мы меняем распределение мощности. То есть уменьшая на 10 процентов максималку с 297 до 267 мы увеличиваем на 10 процентов разгонную динамику.
Теперь попробуем научится работать с заданными параметрами. Для примера берем опять же наш трек "Чайка" максималка 220, мы берем 240 км/час с небольшим запасом. Делим 297 на 240 и получаем разницу в 23 процента. Следовательно берем стандартное передаточное значение 2,5625 и умножаем его на 1.23, получаем 3,14. Это коэффициент, который нам необходим. Если оставить переднюю звезду неизменную на 16 то методом нехитрых вычислений получаем заднюю с количеством зубьев равным 50,24.
Теперь мы подумаем что нам стантовый мотоцикл не очень нужен :) и будем работать не только над передаточным коэффициентом, а добавим здравый смысл, логику и математику и научимся понимать, как высчитать правильно соотношение зубьев передней и задней звезды а не просто общее соотношение. Напомню что передняя звезда тяговая, задняя скоростная, отсюда будем и исходить. То есть уменьшая ведущую звезду мы делаем передачи короче.
Так же коэффициенту 3,14 соответствуют следующие пары (приблизительно)
17:54
16:51
15:47
14:45
Так вот все эти пары имеют одинаковые передаточные значения (приблизительно)
На мой взгляд нужны выбирать самую маленькую пару, так как бОльшие неподрессоренные массы и крутящиеся массы имеют большее влияние на поведение мотоцикла нежели маленькие. Я остановился на 14 передняя и 45 задняя
Ниже в картинках можно знать что поменяется при изменении размера задней звезды, изменение скоростей
16:41 Сток
16:42
16:45
16:52
Теперь изменение передней звезды
17:41
17:42
17:44
17:45
17:52
18:39
18:41
15:45
15:52
Первая передача
Теперь 6 передача
Резюмируя могу сказать следующее. Меняйте цепь на 520 и подбирайте правильное значение под свою манеру вождения и условия эксплуатации. Ну и еще один маленький нюанс, который может немного омрачить радужные перспективы. Спидометр показывает данные от передней звезды. Увеличив диаметр на один зуб вы получите более менее точные показания спидометра (10 процентов минус погрешность по европейским правилам). Но начав играться с звездами вы можете добиться того что едучи со скоростью 90 км/ч вы будете видеть 300 на спидометре :) Грамотно подбирайте передаточные значения... Хотя если когото волнует скорость на мотоцикле.
Прочитав весь этот бред после написания я хочу попросить прощения за простоту изложенной информации, но проще не получилось. Надеюсь что данная статья поможет всем, кто уже неоднократно сталкивался с данным вопросом и не находил ответов. Если есть вопросы, смело задавайте, попробуем разобраться.
А для тех кто хочет расчитать свой мотоцикл, воспользуйтесь программой расчета, надеюсь теперь есть понимание что считать
fps.ua
Расчет скорости мотоцикла онлайн - конвертер величин
Мотоциклист, значит скорость – это уже давно прижившееся в сознании многих граждан мнение. И как это не странно прозвучит, переубеждать их никто не собирается. Ведь это действительно правда. Воспользуйтесь онлайн калькулятором расчёта скорости мотоцикла, для того, чтобы узнать действительно реальные цифры скорости, на которые способен Ваш двухколёсный друг. Уникальность этого калькулятора заключается в том, что он точно рассчитывает скорость исходя из модели двигателя и количества оборотов в минуту.
Автомобилей на наших дорогах предостаточно, это факт. И я практически не сомневаюсь, что если Вам показать проезжающий мимо автомобиль, и спросить какая это марка, то Вы наверняка будете знать, что ответить. Да, автомобили цепко вошли в нашу жизнь, и знать их «в лицо» является чуть ли не обязанность каждого мало-мальски уважающего себя автовладельца. А вот с мотоциклами дело обстоит немного иначе. На дорогах их меньше и появляются они по большей части в весенне-летний сезон. Поэтому отличать мотоциклы по моделям для многих сложная, а порой вообще невыполнимая задача. Давайте с помощью этой статьи внесём некоторую ясность в мотоциклетный мир и узнаем основные отличительные признаки наиболее распространённых моделей мотоциклов с наших улиц и дорог.Скорее всего каждому из Вас приходилось видеть байкеров. Эти люди, одетые в чёрные кожаные куртки, как правило разъезжают именно на мотоциклах таких моделей. Респектабельный внешний вид, большой, выступающий за габариты, двигатель, который громко урчит на светофорах, и большое количество хромированных деталей – это и есть чоппер. Такие мотоциклы всем своим существом предназначены для комфортной и неспешной езды по бесконечным дорогам нашей страны.
Классик
Это идеальный мотоцикл для начинающих. Он не слишком броский, не пугает прохожих зловещим, клокочущим рёвом двигателя. Мотоцикл из серии классик вобрал в себя частичку всех моделей мотоциклов: немного комфорта, чуть-чуть мощности, капелька изящества и комфорта. Несомненно, увидев такой мотоцикл на улице, Вы узнаете его по неброскому, но изящному внешнему виду.
Спортбайк
Эта модель мотоцикла предназначена только для быстрой езды. О склонности к скорости в нём говорит буквально всё. Это и алюминиевые рамы, мощный двигатель, карбоновый пластик, облачающий все выступающие детали. Посадка водителя не располагает к комфорту и расслабленности. Всё как раз наоборот – мотоциклист буквально лежит на этом «звере», сливаясь с ним воедино.
Туристический мотоцикл
Мотоцикл, созданный для поездок на большие расстояния. В нём есть буквально всё, что может понадобится в длительном путешествии. Внешний вид такого мотоцикла буквально манит к себе, как бы приглашая проехать на нём. Практичные и вместительные кофры, удобное сиденье с откидными подлокотниками, мощный, и при этом тихий и надёжный двигатель – что ещё надо, чтобы бросить всё и умчаться на этом двухколёсном доме в увлекательное путешествие?
Кроссовый мотоцикл
Такой мотоцикл Вы не увидите на городских дорогах, как и на загородных. А вот лицезреть это чудо на непроходимых лесных тропах и отработанных карьерах – это всегда пожалуйста. Мотоцикл предназначен для покорения склонов и косогоров, громадных ям и высоких гор. Благо конструкция позволяет совершать немыслимые для других мотоциклов трюки. Уж такой мотоцикл Вы точно не перепутаете с чоппером или классикой.
Ссылка для форума [url=http://convertr.ru/calculator/motorcyclespeed/]Расчет скорости мотоцикла[/url] Ссылка для сайта или блога <a title="Расчет скорости мотоцикла в зависимости от типа и параметров двигателя и трансмиссии." href="http://convertr.ru/calculator/motorcyclespeed/">Расчет скорости мотоцикла</a>
mail.convertr.ru
Скорость мотовелосипеда
Многие хотят сделать велосипед с мотором своими руками. Как правило, в этом случае идет привязка к характеристикам уже имеющегося в наличии двигателя, или к характеристикам самого доступного. От двигателя уже строится весь конструктив трансмиссии. Необходим ли редуктор, или возможно сделать прямую передачу и т.д.
У начинающих самодельщиков не редко возникает вопрос, почему мотор мощностью 1 л.с. не может разогнать велосипед до 60 км/ч? Не буду долго рассказывать методику расчета зависимости скорости от мощности двигателя и крутящего момента, а сразу приведу график, на котором уже все отображено умными дядьками, которые в специальных умных институтах уже сделали все за нас.
Давайте поскорее примем график за аксиому, и не будем сильно переживать за погрешность наших расчетов. На графике нас интересует линия, обозначенная Pпотр - это мощность, необходимая для преодоления силы сопротивления воздуха, с учетом других сил, например сил на механические потери в трансмиссии. Сила сопротивления воздуха зависит от скорости движения и площади движущегося объекта. В нашем случае мы не берем в расчет строго аэродинамические велосипеды, поэтому опять же пользуемся усредненной величиной.
Почему мы не должны переживать за точность всех этих величин? А потому, что велосипед на столько легко подвергается воздействию ветра, дорожных и других условий, что мы только себе голову забьем лишними расчетами. Все, что нам нужно знать - не стоит проектировать скорость велоспеда большей, чем позволяет мощность имеющегося двигателя. Если мы заложим скорость 60 км/ч для двигателя мощностью 1 л.с., то ни чем хорошим это для нас не закончится. Чтобы двигатель вышел на тяговую мощность мотовел придется педалировать до 30 км/ч, сгорит автоматическое сцепление и т.д.
Поэтому алгоритм, который применялся при проектировании веломоторов "Весна-20", "Носорог" и других, был предельно простым. Определяем потолок скорости по графику исходя из мощности двигателя. Расчитываем длину окружности колеса (в метрах) по формуле L=2*Pi*R, где R - радиус колеса. Считаем, сколько оборотов должно делать колесо в минуту, чтобы скорость мотовелосипеда (км/ч) соответствовала проектируемой N=V/60*1000/L. Далее делим максимально количество оборотов двигателя (мин-1) на полученное число N. Таким образом мы получаем общее передаточное отношение.
Трансмиссия может быть с прямым приводом, в этом случае вы просто подбираете шкивы (звезды) под полученное передаточное отношение. Или может быть с промежуточным редуктором - двухступенчатая. В общем случае нас не интересует, каким устройством трансмиссии получено передаточное отношение.
Для облегчения наших страданий в этих школьных формулах, мы сделали калькулятор. С его помощью можно подбирать звезды под заданную скорость. На испытаниях уже не одного мотовелосипеда, мы убедились в удобстве применения калкулятора при проектировании трансмиссии.
Для примера сейчас в калькулятор вбиты значения для расчета веломотора "Заяц" с двигателем мощностью 1 л.с. и с редуктором 5:1. В первых моделях использовалась цепь от детского квадроцикла с шагом 8мм, поэтому и количество зубьев на звездах кажется непривычно большим.
| Как произвести рассчет: 1. Укажите максимальное количество оборотов двигателя в минуту. 2. Укажите передаточное отношение редуктора, если он установлен. 3. Выберите диаметр колеса - это диаметр, написанный на покрышке! 4. Нажмите кнопку «РАССЧИТАТЬ». 5. Для очистки буфера результатов нажмите кнопку «ОЧИСТИТЬ». |
Иванов Дмитрий
Обсуждение статьи «Скорость мотовелосипеда»
www.magazinmopedov.ru
Как проводится замер мощности мотоцикла
Как проводится замер мощности мотоцикла
Нам периодически задают вопросы, суть которых заключается в том - "Почему Ваш стенд показывает на 10-15лс больше чем распространенный Dynojet" ? Сразу хочу сказать - Вы правы. Мощностной стенд Диноджет действительно показывает несколько меньшую мощность. Попробуем в этой статье разобраться, кто прав - и приоткроем завесу тайны над некоторыми методами измерений, используемых нами.
Итак, как нам уже известно - стенд замеряет мощность при помощи определения ускорения эталонной массы (инерционный барабан). Чем быстрее разгоняется тяжелая болванка - тем больше мощность.
Напомним формулу вычисления крутящего момента, которую используют 99% мото-стендов:
t = I * a
гдеt - момент, Н*мI - момент инерции вращающейся массыa - мгновенное ускорение
Опишем полную формулу определения мощности так:
P = ( ((m/2)*r2) *a ) * ( (RPM / 60) * 2*Pi )
Где,
P - Мощность Мотоцикла, в киловаттахm - масса вращающихся деталей (барабан, колесо и т.д.) , килограммыr2 - радиус вращающихся деталей, метрыa - угловое ускорение, измеряется датчиком оборотов барабана , Rad/s2RPM - обороты барабана стенда, об/минPi - число Пи, 3.14 и т.д.
hint : Если в данный момент Вы что-то не понимаете - прочитайте этот абзац еще раз, посмотрите Wikipedia, учебники физики и т.д. :) Эта формула является ключевой для понимания, как работает стенд. Если есть какие то моменты, не понятные Вам - разберитесь, пожалуйста - это очень важно для понимания дальнейшей информации.
Итак, мы получили мощность на заднем колесе мотоцикла в Киловаттах. Вроде, все правильно. Опустим пока момент, что нас не интересует эта мощность, а нужна мощность на коленчатом валу - разберемся - может где-то здесь есть ошибка!
А она - есть, не сомневайтесь. Это те самые I=m/2*r2. Момент инерции вращающихся деталей. Кажется, метод замеров гениально прост - измеряем ускорение тяжелой болванки и вычисляем мощность. Чем быстрее болванка набирает обороты - тем больше мощность мотоцикла который ее раскручивает.
Но, как бы не так. Представьте некий "эталонный мотоцикл" с мощностью на колесе 100лс.Вы ставите его на диностенд. Делаете замер - показывает те самые 100лс. Теперь - запрещенный прием :) МЕНЯЕМ ЗАДНЕЕ КОЛЕСО НА ЧУГУННОЕ, весом 50кг. И - Диноджет показывает уже не 100, а какие-нибудь 30 сил. Хотя мощность то не поменялась! Меняется только масса деталей, которые двигатель разгоняет. Меняем колесо на совсем-совсем-легкое, скажем углепластиковое. И диноджет показывает 150лс.
Это - Второй ключевой момент в понимании алгоритмов стенда. Обычный стенд НИЧЕГО не знает про массу деталей мотоцикла . Никто же не будет взвешивать колесо мотоцикла перед замерами. Поэтому, при расчете используется только масса измерительного барабана. Прибавьте к этой массе в формуле - массу колеса, звезд, цепи и т.д. деталей мотоцикла - и вы получите РЕАЛЬНУЮ МОЩНОСТЬ НА КОЛЕСЕ (true wheel horse power - TWhp). Она уже на 5-6 лс больше той мощности, которую показывает Диноджетовский стенд. И именно эту мощность показывают все стенды в тормозном режиме.
Соответственно, с ошибкой измерения мощности на Диноджете, в отличие от нашего стенда - ничего не сделать - все мотоциклы имеют разную массу колес, а динамометр это не учитывает.
Идем дальше. Цепь, звезды, подшипники колес - это трущиеся детали, которые потребляют мощность. Уменьшите трение в подшипниках - и стандартный стенд покажет большую мощность. Но ведь это не правильно - мы же настраиваем не трение в подшипнике, а Двигатель. И нам интересно знать, какая мощность на выходе ДВС.
Прибавьте потери на трансмиссии (Transmission Losses - Tl) к истинной мощности (TWhp) - и Вы получите мощность двигателя (Engine Power).
Итак, реальная мощность двигателя (та, которую показывает наш стенд) - этоEp = TWhp + Tl
То есть, к реальной мощности на колесе (обязательно с учетом массы колеса мотоцикла!) прибавляем потери на трансмиссии. И Вы видите ту самую цифру, которая указана в Техническом Паспорте мотоцикла.
Теперь, расскажем подробнее - как наш стенд измеряет TWhp и Tl. Нет, мы не снимаем колесо и не взвешиваем его на весах. Мы не снимаем двигатель чтобы снять мощность с ведущей звездочки - нам это не надо. И весь замер длится максимум 3 минуты. Ни вы, ни оператор стенда - ничего не знает про формулы, моменты инерции, дифференцирование и прочие страшные термины - все делается полностью автоматически.
Итак, поехали!
Типичный цикл замера:
По Горизонтальной оси - время. По вертикали - скорость мотоцикла.
Ключевые участки подписаны снизу цифрами. Объясним, что происходит при замере.
1) Оператор плавно разгоняет мотоцикл с первой на 6 передачу. В этот момент ничего не измеряется.2) Оператор удерживает некоторое время (3-5 секунд) стабильную скорость на 6 передаче. В этот момент стенд измеряет передаточное отношение от барабана к коленвалу, без пробуксовки.3) Резко открываем газ на 100% - мотоцикл разгоняется, и в этот момент стенд замеряет мощность в инерционном режиме, точно так же как Dynojet.4) Сразу после "отсечки" - выжимаем сцепление. Барабан плавно замедляется. В этот момент измеряются потери на трансмиссии мотоцикла. Грубо говоря - чем меньше потери, тем дольше будет крутиться барабан.5) Момент истины - стенд прикладывает к барабану кратковременно тормозящее усилие на 1-2 секунды. Величина и время торможения строго определены. Именно в этот момент - зная, на сколько сильно замедлился барабан - определяется масса вращающихся деталей. Задача, обратная измерению момента - мы его уже знаем (с тензодатчика на тормозе), осталось по "ускорению" торможения определить момент инерции. Это очень просто, и к концу 5 этапа - который занимает всего 2 секунды и почти не чувствуется - мы узнаем точный момент инерции деталей мотоцикла. В этот момент становится известна TWhp 6) Мотоцикл продолжает замедляться на выжатом сцеплении без торможения - продолжаем мерить потери на трансмиссии7) Замер закончен! Мы знаем - истинную мощность на колесе с учетом инерции деталей и потери на трансмиссии.
Суммируем эти цифры и получаем мощность на двигателе! Перед отображением на мониторе - мощность приводится к условиям стандартной атмосферы по алгоритму SAE. Что это такое - в следующих статьях.
Разумеется, все данные передаются на компьютер - и Вы можете попросить показать Вам любые из них. Если Вы хотите сравнить график с полученным на Dynojet - просто попросите вывести мощность с колеса без поправок инерции. Если хотите узнать, сколько доходит до заднего колеса - Вам нужен параметр TWhp. Для определения состояния мотора - подойдет только TWhp + Tl.
Можно так же узнать, насколько "убита" Ваша цепь или колесные подшипники - это параметр Потери на Трансмиссии.
Почему Dynojet стенд не измеряет точно?
Если добавить алгоритм измерения в софт стенда Диноджет - он будет измерять мощность точно так же как наш, и выводить разные массы, потери и так далее. Почти все необходимое "железо" в нем есть. Но, алгоритм - давно запатентован фирмой Bosch и лицензия на его использование стоит больших денег. Сопоставимых с ценой стенда. Поэтому, добавив такое программное обеспечение - стоимость диностенда бы выросла в 1.5-2 раза, а это потеря основного рынка - бюджетный стенд для настройки PowerCommander в "рядовых" зарубежных мотосервисах.
Так что, если Вы хотите проверить показания нашего стенда - сравнивайте их с данными точных исследовательских стендов SuperFlow или MAHA, либо с данными, указанными в ПТС мотоцикла.
А так же, внимательно читайте комментарии графикам со стендов - какая именно мощность на них отображена.
aes-moto.ru
