Hjulkonstruktion
Joakim Möller
vara så lågt som möjligt. För att det ska vara runt finns det tre
geometriska objekt som det kan vara intessant att räkna på: cylinder,
cirkulär ring och torus.
Tröghestmomentet för den vertikalt genomgående principalaxeln för dessa
är:
cylinder = 0.5(mr^2) m (massan); r (radien)
cirk. ring = 0.5m(r1^2+r2^2) m (massan); r1 (yttre radie); r2 (inre
radie)
torus = 0.25m(7r1^2-6r1 r2+3r^2) m (massan); r1 (yttre radie); r2
(inre radie)
Av dessa formler ser man direkt att en cylinder har lägre tröghetsmoment
än en cirk. ring och om man gör algebraiska förenklinger så har ser man att
cylindern har lägre tröghetsmoment än en torus.
De flesta hjul kan idag liknas med en torus om man bortser från ekrarnas
massa. Med den bakrunden är det märkligt att man inte använder täckta hjul i
större utsträckning, visst det ger en större massa men på platta etapper så
är det en fördel.
Juan Manuel
Med den bakrunden är det märkligt att man inte använder täckta hjul i
> större utsträckning,
Har du provat att köra i kantvinden med täckta hjul både fram och bak?
Gör det sen kommer du att revidera dina siffror;-])
MVH Juan Manuel
Joakim Möller
ifrågasätter siffrorna så titta gärmna i t.ex. "Physichs Handbook ISBN
91-44-00823-6" eller gör integralerna själv med hjälp av förslagsvis
Steiners Teorem.
"Juan Manuel" <cyk...@telia.com> wrote in message
news:TWZS4.3889$wYl.20...@newsb.telia.net...
Janne W
Joakim Möller <joakim...@euromail.se> skrev i
diskussionsgruppsmeddelandet:w50T4.3904$wYl.20...@newsb.telia.net...
> Siffrorna avser hur massan i hjulet är fördelat inte någontion annat. Om
du
> ifrågasätter siffrorna så titta gärmna i t.ex. "Physichs Handbook ISBN
> 91-44-00823-6" eller gör integralerna själv med hjälp av förslagsvis
> Steiners Teorem.
Jag tror säkert att dina uträkningar är rätt, och att du är jätteduktig på
att göra såna uträkningar, men mitt sunda bond-förnuft, och andras praktiska
försök visar på att sidvind är inte att leka med, alltså funkar
traditionella hjul bättre utomhus.
--
Janne // Disk har man i baljan, och inte på hjulen...
Joakim Möller
Min avsikt med mitt inlägg var inte att skapa en debatt ang. täckta hjul.
Täckta hjul som för övrigt används flitigt i tempoloppen åtminstone
bakhjulet. Då drivningen ligger på bakhjulet så är det främst dess
tröghetsmoment som är intressant att minska. Det som jag ville ifrågasätta
är den anorexidebatt angående vikten på komponenterna. Som det är idag
betalas skyhöga priser för de lätta och spacade komponenterna men frågan är
hur mycket man vinner på dem. Det är inte enbart vikten som har den
avgörande betydelsen utan främst dess viktfördelning. Ett hjul med radien R
och massan M där massan finns i periferin har ett tröghetsmoment i sig som
är åtta gånger större än ett hjul med kontinuerlig massfördelning. Vilket
implicerar att ett hjul med massan M och ett med massan 8M kan rulla lika
lätt, allt beroende på hur massan är fördelad i det (maila gärna till mig så
skickar jag mina beräkningar). För jag hoppas att de som håller på med det
här inte är främmande för att utveckla materialet. Slutligen vill jag åter
påpeka att min formulering om täckta hjul var olycklig utan det jag ville
säga var att det var massan som skulle vara kontinuerligt fördelad och
ingenting annat.
Per Nockhammar
formlerna stämmer säkert, men det är kanske en sak som du inte tänkt på. Kan
du få ner det cylindriska (täckta) hjulet till samma vikt som det "tunna"
cirkulära? Jag tror inte det, därför kommer man förmodligen aldrig att komma
ner i samma tröghetsmoment för det täckta hjulet som ett vanligt
lågprofilhjul.
Däremot kan man säkert få en differens i tröghetsmoment när man jämför ett
högprofil och ett lågprofil -hjul, till högprofilfälgens fördel (trots att
högprofilfälgen är lite tyngre). Men som sagt, det blir en balansgång som
ger så marginella effekter att det förmodligen inte är märkbart i slutändan.
Dessutom skall man komma ihåg att så fort som färdsträckan är kuperad så
måste även hjulets totalvikt tas med i kalkylen.
En annan sak. Man måste övervinna tröghetsmomentet i alla delar av cykeln
för att accelerera. Det vill säga det spelar ingen roll att drivningen
ligger på bakhjulet, det är fortfarande lika viktigt att minska
tröghetsmomentet på framhjulet, vevarmar, dig själv... : ) etc.
För skoj skull kan vi göra en beräkning enligt dina formler. (Jag bryr mig
inte om SI-enheter och sådant, vill bara ha fram en jämförelse mellan täckt
eller inte bakhjul)
Tröghetsmoment för täckt bakhjul.
Förmodligen kan du göra "fälgdelen" lite lättare än motsvarande
lågprofilfälg, låt oss säga en massa på 350g, yttre radie 31 cm, inre radie
30 cm. Den täckta delen av hjulet väger förmodligen en bra bit mer än
motsvarande hjul som har vanliga ekrar, låt oss säga 400 g totalt.
I-fälg = 350*(31^2+30^2) = 650.000
I-"ekerdel" = 400*(30^2) = 360.000
I-totalt = 1.010.000
Samma beräkningar blir för ett vanligt hjul. Fälgvikt = 420g. Ekervikt = 145
g (28 st. DT Rev. inkl. ekrar, se länk Fredrikshofs hemsida, Håkan
Carlsson), http://www.algonet.se/~fifcykel/
I-fälg = 420*(31^2+30^2) = 780.000
I-"ekerdel" = 145*(30^2) = 130.500
I-totalt = 910.500
Med "snälla" siffror vinner alltså lågprofilhjulet över det täckta hjulet
också med avseende på tröghetsmoment, det har cirka tio procent lägre
tröghetsmoment. Obs, beräkningen är enbart en approximation med många
antaganden, och därför inte hellt tillförlitlig. Jag tror dock att den ger
en fingervisning om hur det står till med tröghetsmoment och cykelhjul.
Ha det gott
/Per
Fotnot, tröghetsmoment är hjulets inneboende sätt att protestera mot att det
accelereras. Det vill säga ju högre tröghetsmoment i cykelns rörliga delar -
desto svårare att öka farten på cykeln.
"Joakim Möller"
> Hur ska viktfördelingen i ett hjul vara för att dess tröghetsmoment ska
> vara så lågt som möjligt. För att det ska vara runt finns det tre
> geometriska objekt som det kan vara intessant att räkna på: cylinder,
> cirkulär ring och torus. Tröghestmomentet för den vertikalt genomgående
principalaxeln för dessa
> är:
>
> cylinder = 0.5(mr^2) m (massan); r (radien)
> cirk. ring = 0.5m(r1^2+r2^2) m (massan); r1 (yttre radie); r2
(inre
> radie)
> torus = 0.25m(7r1^2-6r1 r2+3r^2) m (massan); r1 (yttre radie); r2
> (inre radie)
>
> Av dessa formler ser man direkt att en cylinder har lägre
tröghetsmoment
> än en cirk. ring och om man gör algebraiska förenklinger så har ser man
att
> cylindern har lägre tröghetsmoment än en torus.
> De flesta hjul kan idag liknas med en torus om man bortser från
ekrarnas
> massa. Med den bakrunden är det märkligt att man inte använder täckta hjul
i
Marco
då blir det att sätta på Gihbli på Iteran och jaga h/rek.
Campa hade ett hjul som hette Scirocco
"specifically designed for use in side winds without compromising bike steering,
with a biconical wing-shaped profile leading from the rim to the holes, in
harmony
with laws of aerodynamics.
"Joakim Möller" skrev: