
Dinamica Motocicletei
Dinamica motocicletei este stiinta care se ocupa cu studiul miscarii biciclurilor si motocicletelor, a partilor lor componente si fortelor ce actioneaza asupra lor. Subcapitole specifice includ “echilibrul”, “controlul directiei (steering)”, “franarea” si “suspensia”.
Echilibrul Motocicletei
O motocicleta ramane in pozitie dreapta cand este in miscare astfel incat “fortele de reactie ale pamantului” echilibreaza exact toate celelalte forte implicate cum ar fi cele gravitationale, inertiale si centrifugale (daca in viraj), aerodinamice sau daca in “crosswind” (crosswind = vantul care sufla perpendicular liniei de rulare sau perpendicular pe o directie anume). Stabilitatea unei motociclete poate fi determinata de pilot sau, in anumite conditii specifice, de motocicleta insasi. Aceasta “auto-stabilitate” este generata de combinatia catorva efecte care la randul lor si ele depind de geometria, distributia greutatii, si viteza de inaintare. Dimensiunea si geometria cauciucurilor, suspensia, amortizorul de directie si elasticitatea cadrului pot deasemenea avea o mare influenta.Daca controlul directiei unui biciclu este blocat, aceasta face controlul sa devina virtual imposibil, insa daca efectul giroscopic este anulat prin adaugarea unor roti “anti-rotatie” , el va pute fi usor “condus”.
Giroscopul
Precesia este un nume stiintific care descrie cum o roata ce se roteste reactioneaza daca axul central este miscat in spatiu. Dand un impuls axei de rotatie, roata ce se invarte, sub influenta fortelor de precesie, va avea tendinta de a se misca in directia 90grade fata de directia initiala a impulsului. Mai mult, directia impulsului este dictatata de ceea ce fizicienii si expertii in mecanica numesc “regula mainii drepte” sau a “burghiului”. Aceasta tendinta a precesiei este in stransa legatura cu conservarea momentului unghiular. In termeni obisnuiti aceasta inseamna ca orice obiect ce se roteste in jurul axei proprii are tendinte giroscopice, si acel obiect este mai stabil raportat la propria axa de rotatie, si in caz ca este deviat, fortele de precesie vor cauza o miscare in directia 90 grade fata de planul initial al axei de rotire. Mai mult ...
Viteza de inaintare
Cu cat o motocicleta inainteaza mai repede, cu atat mai mica este forta necesara pentru readucerea rotilor in axul centrului de greutate. Mai mult...
Metacentrul sau centrul de greutate
Punctul în care verticala centrului de greutate al unui corp care plutește este intersectată de verticala centrului de carenă, aceasta din urmă fiind trasată pentru o poziție înclinată a corpului.
Cu cat centrul metacentric sau centrul de greutate rezultat din combinatia motocicleta-pilot este mai indepartat fata de roata din fata, cu atat aceasta trebuie sa se miste mai mult lateral pentru pastrarea echilibrului. Prin corenspondenta, cu cat metacentrul este mai apropiat de roata din spate cu atat o mai mare miscare a rotii din fata va fi necesara pentru pastrarea echilibrului. Acest lucru poate fi usor observat in cazul motocicletelor “chopper”.
Un biciclu este un exemplu de “pendul inversat”. Astfel, o coada de matura este mai usor de tinut in echilibru decat un pix, o motocicleta mai inalta (cu inaltimea metacentrica ridicata) poate fi mai usor de tinut in echilibru deoarece rata sa de inclinare va fi mai mica.
Trail & Rake
Trail’ul este unul dintre cei mai importanti factori in cadrul dinamicii motocicletei, ce influenteaza cat de usor sau greu o motocicleta va fi de controlat pe viraje. Valoarea sa este data de distanta dintre punctul de contact al rotii fata cu suprafata pamantului si proiectia furcii fata pe planul de rulaj.
In cazul motocicletelor mai vorbim despre un alt factor ce contribuie la diminuarea “trail”ului si anume “RAKE”ul – distanta dintre planul furcii fata si punctul sau de prindere sau rotire.
“TRAIL”ul este asadar o rezultanta a unghiului, offset’ului si “RAKE”ului furcii fata si diametrul rotii fata. Mai Mult ...
WOBBLE si SHIMY (voblaj si trepidatii)
La viteze ridicate o motocicleta poate intra in “voblaj” sau “trepidatii”, cand roata din fata incepe spontan sa oscileze lateral. Aceste “voblaje” pot fi in general cu usurinta contracarate prin incetinirea vitezei de rulaj, schimbarea si ajustarea pozititiei pilotului, sau relaxarea fortei de sustinere a furcii fata insa nu trebuie uitat faptul ca la viteze ridicate acestea pot deveni fatale.
Motocicletele se confrunta cu 2 mari probleme aditionale de stabilitate:
- “Voblajul” - o oscilare a rotii fata cu o frecventa ridicata (7-9Hz). In general benigna dar suparatoare si uneori infricosatoare daca pilotul nu a mai experimentat’o in trecut. Poate aparea in general la viteze moderate.
- “Weaving” - o oscilare cu o frecventa mai scazuta (2-3Hz) insa a INTREGII MOTOCICLETE ce poate duce la instabilitate la viteze ridicate si de cele mai multe ori cu rezultate fatale.
Virarea & Countersteering
Pentru a vira, prin aceasta intelegand schimbarea directiei de inaintare, o motocicleta trebuie inclinata pentru a echilibra fortele relevante: gravitationala, inertiala, de frecare, si contrareactia pamantului.
In scopul abordarii unui viraj, o motocicleta trebuie temporar sa vireze in directia contrara celei dorite. Aceasta este de obicei numita “contersteering”. Acest scurt impuls este necesar pentru a muta pozitia rotilor de sub centrul metacentric, cauzand inclinarea in directia dorita. Daca nu exista si alte influente externe cum ar fi vant lateral, “countersteering”ul este necesar la abordarea fiecarui viraj. Mai mult...
Franarea
In cazul motocicletelor franarea este data preponderent de catre roata din fata. Daca franele in sine sunt suficient de “performante” roata din spate poate fi cu usurinta blocata, in timp ce roata din fata ofera destula aderenta pentru a “bascula” pilotul sau chiar motocicleta peste roata din fata. Aceasta se mai numeste si “stoppie”