ХТ -туристический форум Украины и велофорум Харькова
http://xt.ht/phpbb/

Сопротивление движению велосипеда и диаметр колеса
http://xt.ht/phpbb/viewtopic.php?f=36&t=16794		 Страница 2 из 7
Автор:  urka46 [ 20.07.2009 12:53 ]
Заголовок сообщения:  Re: Сопротивление движению велосипеда и диаметр колеса
Prorok Samuil писал(а):
пожалуйста, скажаите, что я написал неправильно:
urka46 писал(а):
Немножко не так. Коэфициент остаеться постоянным для типа дороги и шины. От диаметра колеса зависит сила сопротивления. Она обратно пропорциональна диаметру колеса.

Может быть формула слишком проста для вас, но мне кажется она правильно отражает суть процесса.
F=k*R0-R/R0
R0 - радиус недеформированного колеса. R - радиус деформированного. к - коэфициент, зависяший от свойств компаунда, каркаса, ширины покрышки, конфигурации грунтозацепов, свойств почвы и давления.
Конечно, не учитываются нелинейные процессы, но зато просто и понятно. И коэфициент никак не зависит от диаметра колеса. Вот что я имел ввиду.

Prorok Samuil писал(а):
urka46 писал(а):
Циклокросс на 35 мм ездят не для скорости, а потому что грязь там сплошная..

- почему циклокросс не едут на резине 37, 42, 47, 54мм? Почему не едут на резине 559?
- потому, что таков регламент.
- почему придумали такой регламент? почему кантрийщики не едут в грязь на резине 35мм?
urka46 писал(а):
Я не знаю что представляет собой чернозем.

Чернозем:

В таком случае Maxxis Larsen Mi-Mo 35мм. Кантрийшики не ездят в грязь на узкой резине потому что они не в курсе=) К тому же грязь у них не такая уж и грязь обычно, колеса не цементируются, как на фото с чермозема.
Автор:  JeD [ 20.07.2009 13:08 ]
Заголовок сообщения:  Re: Сопротивление движению велосипеда и диаметр колеса
Думаю з найнерами все просто, я коли читав мтбр (основний ринок найнерів юса), то більшість форумчан в темах гуми однозначно відгукувалися за широкі покришки 2,25-2,4, адже більшість з них не ганяються ,а просто катають заради фану ,не рідко їздять на жорсткій вилці і заради кращої амортизації ставлять шось широке. Тобто ринок найнерських покришок в основному був спрямований на величини в районі 2,3. Хто хотів вузьких міг придбати сх гуму, та й був той же фаст фред чи вормдрайв шириною 40 мм.
З іншого боку не можна говорити про відсутність двохдюймової гуми на ринку, була кенда карма, вагою чуть більше 500 г, бонтрейджер випустив гуму 1,8 вагою 480 г, та ж швальба зробила 340 г фреда. Думаю скоро на ринок почне виходити все більше і більше гуми аналога для 26, зокрема ще й тому, що на ринок вийшли джаянт, спеш, скот.

З.І. На цьому тижні планую провести тестдрайв: 2 ральфи 2,25 проти ральфа і спід кінга 35 мм, про результати тестдрайву і умови траси відпишуся тут.
Автор:  Prorok Samuil [ 20.07.2009 13:20 ]
Заголовок сообщения:  Re: Сопротивление движению велосипеда и диаметр колеса
urka46 писал(а):
F=k*R0-R/R0
Конечно, не учитываются нелинейные процессы, но зато просто и понятно. И коэфициент никак не зависит от диаметра колеса.

Это формула для асфальта. Не учитывающая ширину покрышки, т.е. практически бесполезная - она не отвечает на элементарный вопрос - что лучше:
1. больший диаметр и меньшая ширина покрышки
2. большая ширина покрышки и меньший диаметр.

Разница между колесом 26 и 28, о которой вещает andr, как раз в этих нелинейных процессах. Именно для понимания разницы, откуда она берется я и привел модели и формулы.
JeD писал(а):
На цьому тижні планую провести тестдрайв: 2 ральфи 2,25 проти ральфа і спід кінга 35 мм, про результати тестдрайву і умови траси відпишуся тут.

Да, очень интересно. У меня такой тест драйв не вышел, терпение жены закончилось на ральфе 2,25 и ХР 1,8. :sad:

Maxxis Larsen Mi-Mo - я не уверен, что смог бы на ней доехать. Слишком злая. И что делать, если окажется сухо?
Автор:  urka46 [ 20.07.2009 14:47 ]
Заголовок сообщения:  Re: Сопротивление движению велосипеда и диаметр колеса
Цитата:
Это формула для асфальта. Не учитывающая ширину покрышки, т.е. практически бесполезная - она не отвечает на элементарный вопрос - что лучше:
1. больший диаметр и меньшая ширина покрышки
2. большая ширина покрышки и меньший диаметр.

Не только для асфальта. Она отвечает на вопрос про диаметр колеса однозначно - большое колесо легче катиться. При равной ширине. Ширина учитывается в коэфициенте и R-R0. Коэфициент можно определить только эмпирически.
Я привел эту формулу, потому что она наглядна и подходит для велосипеда.

Чтобы было понятно, что я имею ввиду, приведу пример.
Я не знаю, где вы работаете, поэтому приведу пример из своего опыта. Пример: расчет системы охлаждения электронной аппаратуры. Даже самые навороченные формулы для простого радиатора дают погрешность как минимум+-50%. Ими никто не пользуется, поскольку они ненагляды, следовательно, для понимания не годятся.
Системы конечных элементов (моделирование, когда твердое тело разбивается на конечное число элементов) дают погрешность 5% для простого случая. И испытания погрешность 1%.
И это для процессов, относительно хорошо описанных математически.

А теперь перейдем к велосипеду.
Все ваши формулы и численные методы описаны для машин. Там учитывается жесткое цилиндрическое колесо. И сказано, что на пневматических шинах на 40-70% меньше потери. А велосипедное колесо это мягкий тор.
К тому же учитывается только деформация грунта, что и имеет место при движении автомобиля. А при движении велосипеда еще есть выталкивание грунта из-под колеса.
Вы никогда не обращали внимания на следы лесовоза на песке? При примерно равном диаметре колеса и ГОРАЗДО большем удельном давлении на грунт колея лесовоза не такая глубокая, как от велосипеда.

Все это к тому, что формулы от автомобиля не подойдут для велосипеда - погрешность слишком велика. Да и вообще у всех подобных моделей погрешность очень большая.
Как либо ответить на вопрос:
Цитата:
то лучше:
1. больший диаметр и меньшая ширина покрышки
2. большая ширина покрышки и меньший диаметр.
не представляется возможным.

Что то понять можео по простой формуле, если пораскинуть мозгами для каждого типа грунта.
F=k*R0-R/R0
Например. Асфальт не деформируется. Следовательно надо уменьшать k за счет компаунда, каркаса. R-R0 нужно уменьшать, поднимая давление. Ширина как видите, не влияет ни на что (ну только косвенно через массу на величину деформации колеса, но незначительно). Речь идет лишь о сопротивлении качения. Поэтому на шоссе и используют узкие покрышки, т.к. они более аэродинамичны и полегче.
А вот для песка совсем другое дело. Тут уже будут складываться три силы, одной из которых (потери в покрышке) можно пренебречь. Остается деформация грунта (примерно тоже, что описано у вас) и выталкивания его из-под колеса. И здесь ширина важнее. Посмотрите, на чем пересекают пустыни - на 4" покрышах.

Я полностью согласен, что идеология очень важна при увлечении велосипедом, но она должна быть обоснована.

Предлагаю провести испытания. Только оборудование где взять?
Автор:  Prorok Samuil [ 20.07.2009 15:01 ]
Заголовок сообщения:  Re: Сопротивление движению велосипеда и диаметр колеса
urka46, пожалуй, вы правы. Мы говорим о ожидаемой разнице сопротивления качению в 5-10%.

было бы неплохо провести эксперимент:
численно сравнить сопротивление движению велосипеда в сухом и влажном песке, на сухом грунте и асфальте на резине
1. 559х54
2. 622х47

urka46 писал(а):
Остается деформация грунта (примерно тоже, что описано у вас) и выталкивания его из-под колеса. И здесь ширина важнее.

Не совсем. Колесо большего диаметра как раз вызывает меньшее выталкивание грунта.

Было бы очень интересно сравнить эффективность велосипеда и шагающей машины при передвижении по песку: http://dtm.vstu.ru/research/walkingmachines/integr.html :shock:
Автор:  urka46 [ 20.07.2009 15:22 ]
Заголовок сообщения:  Re: Сопротивление движению велосипеда и диаметр колеса
Prorok Samuil писал(а):
было бы неплохо провести эксперимент:
численно сравнить сопротивление движению велосипеда в сухом и влажном песке, на сухом грунте и асфальте на резине
1. 559х54
2. 622х47

По идее и по ощущения должно получиться примерно одинаково на песке.

Давайте придумаем методику измерения, поскольку найти оборудование не предсавляется возможным. На ум приходит только что-то типа оборудовать байк электроприводом.
Еще есть один важный момент - ведь есть еще и рассеяние энергии на неровностях. Тут тоже не все однозначно. Но, думаю, оборудование будет одни и тем же.

Есть еще такие машины:http://images.google.com/images?hl=ru&client=opera&rls=en&hs=eJs&ei=CWJkSvK1EZnmnAOJ9pT4Dw&resnum=0&q=%D1%82%D1%80%D1%8D%D0%BA%D0%BE%D0%BB&um=1&ie=UTF-8&ei=C2JkSsmtDsqOsAbyiYT5Dw&sa=X&oi=image_result_group&ct=title&resnum=4
Автор:  Prorok Samuil [ 20.07.2009 15:26 ]
Заголовок сообщения:  Re: Сопротивление движению велосипеда и диаметр колеса
Нужно продумать идею с песчано-грунтовым спуском небольшого уклона. 500-1000м.
Эффективность оценивать по скорости свободного движения (движение накатом).

Даже если система велосипед 9кг + наездник 85 кг на 29 колесах будет на 400 грамм тяжелей, это всего 0,5% увеличение общей массы, которое можно компенсировать, взяв вторую флягу на 26 колесах.

Нужна однотипная резина на 559 и 622 одной или различной ширины.

Переднее колесо, как и давление в нем, меняться не будет. Это позволит избежать погрешности перенастройки спидометра. Менять будем заднее колесо.
Автор:  urka46 [ 20.07.2009 16:09 ]
Заголовок сообщения:  Re: Сопротивление движению велосипеда и диаметр колеса
При этом лучше слик. И при нескольких давлениях. Только вот колеи появятся.
Для начала, имхо, лучше всего одной ширины. Проверить, будет ли разница.
Измерять можно время прохождения. Но где найти длинный спуск с достаточным уклоном?

Можно оснастить велосипед электроприводом. И измерять скорость при одинаковой затрачиваемой мощности на плоском участке. Только это муторно.
Автор:  Prorok Samuil [ 20.07.2009 16:11 ]
Заголовок сообщения:  Re: Сопротивление движению велосипеда и диаметр колеса
Спуск небольшого уклона лучше электропривода. Будем искать правильный спуск. :smile:
Автор:  Yurez [ 21.07.2009 00:29 ]
Заголовок сообщения:  Re: Сопротивление движению велосипеда и диаметр колеса
Можно поставить лебедку и тянуть велосипед, в качестве измерителя использовать лог от двигателя (напряжение и ток) или же повесить лог на измеритель массы (датчик взять из электронных весов), тогда движок на вел ставить не надо и спуск искать тоже не надо. Спуск плох тем, что на большей скорости начинает влиять аэродинамика, что может сильно увеличить погрешность измерения. Идеальный вариант, штиль, 5 км/ч.

Я когда то с игрался с товарищем, - накачивал разное давление и буксировал трайк за велосипедом, при этом смотрели на показания кантера. Даже не смотря на этот примитив было очень похоже, что на хорошем асфальте зависимоть от давления в колесе практически линейная.

Кстати таким образом можно устроить тест драйв разным покрышкам, велосипедам и покрытиям. Прямо передвижная лаборатория) Мне бы это было интересно, узнаю за логер.
Автор:  Prorok Samuil [ 21.07.2009 09:22 ]
Заголовок сообщения:  Re: Сопротивление движению велосипеда и диаметр колеса
Дело в том, что обычно велосипедиста не интересует отвлеченная сила сопротивления движению велосипеда. Его интересует прирост скорости при одинаковой посадке и прикладываемой мощности.

Поэтому наклон необходимо выбрать таким, чтобы смоделировать среднюю марафонскую мощность 100-150Вт. И измерять устоявшуюся скорость (при этом с помощью воды в фляге поддерживать постоянный вес системы наездник-велосипед). Влияние сопротивления воздуха - это как раз хорошо, учтется больший профиль колес. В сухом остатке получится прирост (уменьшение) скорости на каждую вложенную 1000 грн. Так можно оценить финансовую эффективность вложения в колеса, камеры и резину.
Автор:  Yurez [ 21.07.2009 10:43 ]
Заголовок сообщения:  Re: Сопротивление движению велосипеда и диаметр колеса
Хорошо, допустим,мы разогнались до скорости соответсвующей марафонской мощности 100 Вт, какая это будет скорость по песку? У меня есть возможность использовать двигатель с лебедкой и логер. Логер позволяет измерить среднюю мощность на выбраном участке.
Мощность двигателя 120 Вт, кратковремено можно грузить и 150 Вт.
Таким образом можно проверить оба случая.
1. Проверить разницу в сопротивлении качению при малой скорости.
2. Проверить в разницу в сопротивлении качению при скорости соответствующей 100 Вт.

Кроме того, можно будет примерно расчетным путем исключить аэродинамическое сопротивление всего велосипеда и добавить расчетное аэродинамическое сопротивление колес.
Можно провести группу экспериментов для разных покрытий, что и даст в конечном счете понимание какую резину следует ставить.
Автор:  Prorok Samuil [ 21.07.2009 10:59 ]
Заголовок сообщения:  Re: Сопротивление движению велосипеда и диаметр колеса
Мысль здравая, дело за реализацией.
Автор:  Миша [ 21.07.2009 11:03 ]
Заголовок сообщения:  Re: Сопротивление движению велосипеда и диаметр колеса
Мне кажется чистая теория тут весьма ограничено применима. Тип покрытия дороги в теории не описывается, а может быть только получен из эксперимента в виде коэффициентов. Т.е. без эксперимента никуда. Кроме того, формулой не опишется усталость гонщика от "вертикальной колбасни" например на покрытии "стиральная доска", которая сильно отличается на разных диаметрах колес и на разных размерах "ячеек покрытия". В результате есть смысл просто протестировать экспериментом пульс и энергию гонщика в десятке этолонных поездок с четко очерченными условиями. Эксперимент провести по-возможности чисто - и все.
Автор:  Yurez [ 21.07.2009 11:27 ]
Заголовок сообщения:  Re: Сопротивление движению велосипеда и диаметр колеса
Исследование с живым гонщиком плохо тем, что он сам по себе не стабилен во времени. Поэтому когда проводят исследования на живых людях - используют довольно большую группу гонщиков, порядка 20 человек, и затем осредняют их показатели. Тогда да. В нашем случае такое вряд ли возможно( А вот найти желающих испытать пару покрышек на одном веле - вполне реально. В ближайшее время я постараюсь разобраться с управлением двигателя и с механической частью. Кто сможет предоставить технику для испытаний?
Страница 2 из 7 Часовой пояс: UTC + 2 часа [ Летнее время ]
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
http://www.phpbb.com/