Физика заблокированных колес

[ingvar]

Меня неоднократно спасало то что рука быка на ручнике

 

Вы в курсе, что происходит с автомобилем при блокировке ТОЛЬКО ЗАДНИХ колес в движении? Знаете как называется "ручник" на самом деле? Он называется СТОЯНОЧНЫЙ тормоз. А то, что дергают гонщики на WRC - это не ручник, это распределитель тормозного усилия. Вынужден констатировать, что с такой техникой вождения Вы представляете реальную угрозу другим участникам движения. И даже тем, кто "водить не умеют, но держатся двумя руками за руль".

 

Megavolt с мыслями о ручнике тоже в группе риска. Главное, чтобы эти мысли не материализовались.

Изменено 21 декабря, 2010 пользователем ingvar

[striker]

 

Megavolt с мыслями о ручнике тоже в группе риска. Главное, чтобы эти мысли не материализовались.

 

меня тоже запишите в группу риска пользуюсь зимой для доворота

[ingvar]

striker, записываю. Правда, "для доворота" говорит о спокойных и продуманных действиях, хоть и хулиганских. А когда ручник "спасает" - то это использование нештатных средств в критической ситуации при наличии штатных. Разные вещи.

[ingvar]

Заинтриговал жутко... поехал вечерком попробывать "а чо будет то?"... эм ну ничего существенного не произошло на скорости 60км/ч

А чо должно было произойти то?

 

Просто до блокировки дело не дошло. Ручник плохой, или асфальт слишком шершавый.

Увидеть проще всего на игрушечной машинке 1:43 или больше. Понадобится скользкий стол или пол. Надо заблокировать каким-нибудь способом передние колеса и запустить. Потом то же самое, только с задними. Результат удивит, гарантирую. При блокированных передних машина просто быстро остановится. При блокированных задних - уйдет в глубокий занос, иногда с переворотом.

[ПишихоТТ]

уйдет в глубокий занос, иногда с переворотом.

 

 

любой легковой а/м выпушенный после 50 года ни при каких обстоятельствах во время заноса перевернуться не должен, на ровной поверхности. это в любой книжки по автоделу написано, не читали?

[ingvar]

любой легковой а/м выпушенный после 50 года ни при каких обстоятельствах во время заноса перевернуться не должен, на ровной поверхности. это в любой книжки по автоделу написано, не читали?

 

В данном случае речь шла о моделях, там масштабный фактор есть и развесовка другая. Но тем не менее, качественную картину поведения увидеть можно. К тому же, занос опасен и сам по себе, даже без переворота.

[Megavolt]

Просто до блокировки дело не дошло. Ручник плохой, или асфальт слишком шершавый.

Увидеть проще всего на игрушечной машинке 1:43 или больше. Понадобится скользкий стол или пол. Надо заблокировать каким-нибудь способом передние колеса и запустить. Потом то же самое, только с задними. Результат удивит, гарантирую. При блокированных передних машина просто быстро остановится. При блокированных задних - уйдет в глубокий занос, иногда с переворотом.

 

Ну для начала - болокировка была точно... т.к. ручник полностью выдернут и я проехал метров 10 так, потом опустил ручник, а покрытие - снег...

Так вот мне интересно - если привод на передние колеса, задние заблокированы, т.е. не крутятся, а гребут снег, газ мы не отпускаем, передние колеса едут по снегу, руль держим прямо... за счет чего машина уйдет в занос? разные тормозные усилия? дык заблокировались уже колеса... я бы еще согласился, еслиб насчет блокировки в повороте - там действительно можно уйти в занос...

Изменено 22 декабря, 2010 пользователем Megavolt

[ingvar]

Ну для начала - болокировка была точно... т.к. ручник полностью выдернут и я проехал метров 10 так, потом опустил ручник, а покрытие - снег...

Так вот мне интересно - если привод на передние колеса, задние заблокированы, т.е. не крутятся, а гребут снег, газ мы не отпускаем, передние колеса едут по снегу, руль держим прямо... за счет чего машина уйдет в занос? разные тормозные усилия? дык заблокировались уже колеса... я бы еще согласился, еслиб насчет блокировки в повороте - там действительно можно уйти в занос...

 

У таких систем есть области неустойчивости движения, определяемые продольной скоростью, коэффициентами трения скольжения и качения, положением центра масс, точками приложения силы тяги и т. д. То, что Вы не попали в область неустойчивости, не означает, что ее нет. Попробуйте не на снегу, а на припорошенном асфальте, или на льду. Газ нужно отпустить, при нажатом газе, так же как и при больших коэффициентах трения область неустойчивости перемещается в район высоких скоростей. Я привел пример, в котором неустойчивость движения можно увидеть без риска для собственной жизни - движение тяжелой модели автомобиля по инерции (газа там нет) на скользкой поверхности. Еще один пример - блокировка заднего колеса велосипеда. Все прекрасно знают, что при этом происходит. Физика там та же самая.

 

Положение передних колес - абсолютно не определяющий фактор, хотя при повернутых колесах эффект, конечно, проявляется раньше. Занос происходит не от того, что повернуты колеса. Причина в том, что после блокировки для колеса все направления движения становятся равноправными, тогда как до блокировки ему энергетически выгоднее было двигаться в своей плоскости (коэффициент трения качения много меньше к-та трения скольжения). И нет никаких причин для заблокированного колеса предпочесть первоначальное направление, хотя и прямого запрета для этого нет. Аналогично, положение карандаша на острие физически допустимо, но никто никогда не видел карандаш, стоящий на острие. Неустойчивость характеризуется тем, что малые начальные возмущения приводят к катастрофическим изменениям в отклике, а малые возмущения, как известно, присутствуют всегда (поверхность дороги не идеальна).

 

При блокировке передних колес таких последствий не возникает, потому что, чтобы жопа начала обгонять капот, задние колеса должны двигаться перпендикулярно продольной оси, а им, как я уже говорил, выгоднее катиться. Если интересно, этот момент попытаюсь потом отдельно объяснить на пальцах.

[Megavolt]

У таких систем есть области неустойчивости движения, определяемые продольной скоростью, коэффициентами трения скольжения и качения, положением центра масс, точками приложения силы тяги и т. д. То, что Вы не попали в область неустойчивости, не означает, что ее нет. Попробуйте не на снегу, а на припорошенном асфальте, или на льду. Газ нужно отпустить, при нажатом газе, так же как и при больших коэффициентах трения область неустойчивости перемещается в район высоких скоростей. Я привел пример, в котором неустойчивость движения можно увидеть без риска для собственной жизни - движение тяжелой модели автомобиля по инерции (газа там нет) на скользкой поверхности. Еще один пример - блокировка заднего колеса велосипеда. Все прекрасно знают, что при этом происходит. Физика там та же самая.

 

Положение передних колес - абсолютно не определяющий фактор, хотя при повернутых колесах эффект, конечно, проявляется раньше. Занос происходит не от того, что повернуты колеса. Причина в том, что после блокировки для колеса все направления движения становятся равноправными, тогда как до блокировки ему энергетически выгоднее было двигаться в своей плоскости (коэффициент трения качения много меньше к-та трения скольжения). И нет никаких причин для заблокированного колеса предпочесть первоначальное направление, хотя и прямого запрета для этого нет. Аналогично, положение карандаша на острие физически допустимо, но никто никогда не видел карандаш, стоящий на острие. Неустойчивость характеризуется тем, что малые начальные возмущения приводят к катастрофическим изменениям в отклике, а малые возмущения, как известно, присутствуют всегда (поверхность дороги не идеальна).

 

При блокировке передних колес таких последствий не возникает, потому что, чтобы жопа начала обгонять капот, задние колеса должны двигаться перпендикулярно продольной оси, а им, как я уже говорил, выгоднее катиться. Если интересно, этот момент попытаюсь потом отдельно объяснить на пальцах.

 

Хм.. ну этого условия изначально не было... ну да ладно - завтра попробую (сцепу при этом выжимать или не надо?)

 

так вот: центр масс авто(моего по крайней мере) около кулисы, таким образом задняя ось получается тащимой относительно центра масс автов т.е. в сслучае блокировки задней оси, инерция !!!тянет!!! вперед заблокированный задний мост... при правильных углах установки задних колес - желания отклониться от прямолинейного скольжения у них не возникнет(случай неоднородности покрытия исключаем по нескольким причинам).

Откуда занос?

и кстати при правильной установке передних колес - они тоже захотят вернуться в прямолинейное положение... если руль отпустить так и получится.

 

таким образом блокировка задних колес при переднемоторной компановке авто - не сыграет значимой роли.. по крайней мере я не вижу предпосылок к заносу... если я не прав - приведите пример...

 

З.Ы. кстати пример модельки некорректен ввиду того что, в той самой модельке не воспроизведена кинематика подвески авто, развесовка и т.п. а просто похожий кузов и 4 колеса... велосипед - тоже, он устойчив при движении блокировка и остановка его как раз и приводят в состояние неустойчивости

Изменено 22 декабря, 2010 пользователем Megavolt

[ingvar]

Хм.. ну этого условия изначально не было... ну да ладно - завтра попробую (сцепу при этом выжимать или не надо?)

 

Пока ты еще здесь, хочу предостеречь от необдуманных экспериментов с участием себя!

А теперь подумаю над развернутым ответом.

[ingvar]

Центры масс почти всех легковых автомобилей находятся примерно в одном месте. Но влияет не только его положение на продольной оси, но и высота. Автобусы могут показать слегка иные результаты. Качественно же ничего не меняется.

 

так вот: центр масс авто(моего по крайней мере) около кулисы, таким образом задняя ось получается тащимой относительно центра масс автов т.е. в сслучае блокировки задней оси, инерция !!!тянет!!! вперед заблокированный задний мост... при правильных углах установки задних колес - желания отклониться от прямолинейного скольжения у них не возникнет(случай неоднородности покрытия исключаем по нескольким причинам).

Откуда занос?

 

Не нужно рассуждать при рассмотрении системы с кинематическими связями с точки зрения статики. Если нарисовать на бумажке силы, действующие на автомобиль в заносе, то увидим, что он стремится стабилизироваться, а если ехал прямо - то продолжать ехать прямо. На самом деле это лишь одно из решений уравнений движения, причем тривиальное.

 

 

З.Ы. кстати пример модельки некорректен ввиду того что, в той самой модельке не воспроизведена кинематика подвески авто, развесовка и т.п. а просто похожий кузов и 4 колеса... велосипед - тоже, он устойчив при движении блокировка и остановка его как раз и приводят в состояние неустойчивости

 

Корректен, корректен

Качественная картина не меняется. Влияние подвески вносит свои поправки, но главное что моделируется правильно - как раз те самые кинематические связи (зависимости между скоростями отдельных точек системы).

Изменено 22 декабря, 2010 пользователем ingvar

[Megavolt]

Пока ты еще здесь, хочу предостеречь от необдуманных экспериментов с участием себя!

А теперь подумаю над развернутым ответом.

 

Да нееее... таблетки "йадебил" не пью... тестю исключительно в тех местах "где позволяет"

 

Центры масс почти всех легковых автомобилей находятся примерно в одном месте. Но влияет не только его положение на продольной оси, но и высота. Автобусы могут показать слегка иные результаты. Качественно же ничего не меняется.

 

Не нужно рассуждать при рассмотрении системы с кинематическими связями с точки зрения статики. Если нарисовать на бумажке силы, действующие на автомобиль в заносе, то увидим, что он стремится стабилизироваться, а если ехал прямо - то продолжать ехать прямо. На самом деле это лишь одно из решений уравнений движения, причем тривиальное.

 

Корректен, корректен

Качественная картина не меняется. Влияние подвески вносит свои поправки, но главное что моделируется правильно - как раз те самые кинематические связи (зависимости между скоростями отдельных точек системы).

 

В порядке выделения:

1. да заднемоторные машины будут вести себя по другому, согласен их мало.

2. я бы так сказал не слегка, тут мы какбэ рассматриваем переднеприводный легковой авто... размещение центра масс в вертикальной плоскости играет немаловажную роль потому у Вас модельки и переворачиваются

3. качественно - да... направление векторов неизменно, а вот соотношение...

4. хотелось бы увидеть несколько решений, но без автобусов башенных кранов и т.п. на самом деле интересует только переднеприводная компановка и 3 варианта распределения крутящего момента по осям 100-0, 0-100, 50-50. Но можно ограничиться и вариантом 100-0(или передни привод)

5. Повторюсь качественно - да, распределение векторов - то же, а их соотношение с учетом настроек подвески и развесовки и т.п. - играет немаловажную роль

 

для любого заноса нужен поворотный момент, а возникнет он не раньше чем продольная ось автомобиля отклонится от вектора его движения хотя бы на пару градусов. справедливости ради, надо отметить что возникает такое отклонение достаточно лекго

 

вооот в чем вопрос - с какого перепуга появляется отклонение продольной оси от вектора движения если !!!оба задних колеса одновременно заблокировались, покрытие однородное, и движение с равномерной скоростью!!! о_О???? хотя я тестил с ускорением

 

З.Ы. кстати что там со сцеплением??? тормозить двигателем или катиться по инерции? при тесте

[shum_inc]

вооот в чем вопрос - с какого перепуга появляется отклонение продольной оси от вектора движения если !!!оба задних колеса одновременно заблокировались, покрытие однородное, и движение с равномерной скоростью!!! о_О???? хотя я тестил с ускорением

 

Думаю ingvar правильно объясняет физику процесса. А у вас не получалось уйти в занос по простой вышеописанной причине - вы ускорялись. Более детально ещё раз:

- Блокировка любых колёс в принципе опасна - хоть передних, хоть задних, хоть всех сразу. Почему думаю понятно ? Крутящееся колесо можно сравнить с лыжей - она едет прямо, и пойти юзом конечно может, но нужно очень большое усилие для этого. Заблокированное колесо в подобной аналогии - это тазик, ему всё равно в каком направлении скользить.

- Ситуация с задними заблокированными колёсами: если ехать по идеальной дороге с идеально ровным покрытием - то конечно ничего плохого не произойдёт. В реальности же дороги не идеальны, тормозное усилие на колёсах не одинаковое на 100% и т.п. Далее представим что авто ускоряется ("гребёт" передними), задние в блокировке (=тазики) - едем вперёд, тазики нам не мешают. Другой случай - тормозим передними колёсами (нажали тормоз, сбросили газ, кочка попалась или ещё что), при этом задняя часть авто (которое на тазиках) по инерция стремится обогнать перед - при этом достаточно малейшего поперечного усилия что бы зад понесло влево/вправо - лёд под одним из колёс, кочка, неровность, проскальзывание колодок и т.п. - любой незначительный фактор легко в данном случае пустит машину в занос. На идеальной дороге идеальный авто не занесло бы - но в жизни увы.

Хотел объяснить коротко и понятно, но что-то короче не получается

Изменено 23 декабря, 2010 пользователем shum_inc

[ingvar]

4. хотелось бы увидеть несколько решений, но без автобусов башенных кранов и т.п. на самом деле интересует только переднеприводная компановка и 3 варианта распределения крутящего момента по осям 100-0, 0-100, 50-50. Но можно ограничиться и вариантом 100-0(или передни привод)

 

Если речь идет о блокировке задних колес, то остаются всего два варианта:

0-блок (свободное движение)

100-блок (вынужденное движение)

Попытаюсь, если будет время на НГ, погонять значки, но вопрос - поверите ли Вы? Ведь невозможно в точности смоделировать поведение именно Вашего автомобиля на именно той самой поверхности, придется пренебрегать очень многими факторами (той же подвеской, иначе это полноценный диссер, причем не кандидатский). Поэтому я и приводил упрощенные модели. Если говорить о математическом моделировании, то блокировка и пробуксовка описываются одними и теми же дифференциальными уравнениями (например, вот), соответственно в чем-то похоже и поведение. То есть ручник на скорости (вне зависимости от привода) может привести к тому же типу движения, что и газ в пол с места на Порше. Вообще, я по наивности своей думал, что всем известно - блокировка задних колес = заносу. Не потому что все прослушали курс теоретической механики, а потому что все катались на велике. :smile3:

вооот в чем вопрос - с какого перепуга появляется отклонение продольной оси от вектора движения если !!!оба задних колеса одновременно заблокировались, покрытие однородное, и движение с равномерной скоростью!!! о_О???? хотя я тестил с ускорением

 

Одновременно ничего не бывает. Однородного покрытия не бывает. Если вернуться к карандашу, стоящему на острие, то можно задать аналогичный вопрос: "С какого перепугу появится отклонение от вертикальной оси, если я установил карандаш так, что вектор силы тяжести проходит через точку опоры?"

З.Ы. кстати что там со сцеплением??? тормозить двигателем или катиться по инерции? при тесте

 

Если непременно хочется ощутить эффект, то нужно заехать на лед, выставить нейтралку и дернуть ручник.

[Megavolt]

Думаю ingvar правильно объясняет физику процесса. А у вас не получалось уйти в занос по простой вышеописанной причине - вы ускорялись. Более детально ещё раз:

- Блокировка любых колёс в принципе опасна - хоть передних, хоть задних, хоть всех сразу. Почему думаю понятно ? Крутящееся колесо можно сравнить с лыжей - она едет прямо, и пойти юзом конечно может, но нужно очень большое усилие для этого. Заблокированное колесо в подобной аналогии - это тазик, ему всё равно в каком направлении скользить.

- Ситуация с задними заблокированными колёсами: если ехать по идеальной дороге с идеально ровным покрытием - то конечно ничего плохого не произойдёт. В реальности же дороги не идеальны, тормозное усилие на колёсах не одинаковое на 100% и т.п. Далее представим что авто ускоряется ("гребёт" передними), задние в блокировке (=тазики) - едем вперёд, тазики нам не мешают. Другой случай - тормозим передними колёсами (нажали тормоз, сбросили газ, кочка попалась или ещё что), при этом задняя часть авто (которое на тазиках) по инерция стремится обогнать перед - при этом достаточно малейшего поперечного усилия что бы зад понесло влево/вправо - лёд под одним из колёс, кочка, неровность, проскальзывание колодок и т.п. - любой незначительный фактор легко в данном случае пустит машину в занос. На идеальной дороге идеальный авто не занесло бы - но в жизни увы.

Хотел объяснить коротко и понятно, но что-то короче не получается

 

Да я ни сколько не спорю, что в случае неоднородного покрытия, разных тормозных усилий на колесах - появится занос...можно еще и руль повернуть... будет еще веселе, но изначально речь была о блокировке задних колес и переднем приводе(кстати речи о том, что ускоряться при блокировке не надо - небыло)... занос при неоднородном покрытии, разных тормозных усилях на колесах это проблема не переднего привода и блокировки... вот как то так...

Изменено 23 декабря, 2010 пользователем Megavolt

[ingvar]

Да я ни сколько не спорю, что в случае неоднородного покрытия, разных тормозных усилий на колесах - появится занос...можно еще и руль повернуть... будет еще веселе, но изначально речь была о блокировке задних колес и переднем приводе(кстати речи о том, что ускоряться при блокировке не надо - небыло)... занос при неоднородном покрытии, разных тормозных усилях на колесах это проблема не переднего привода и блокировки... вот как то так...

 

Речь идет не о начальных условиях, а об особенностях системы. Что конкретно привело к заносу - дело десятое. И при наличии момента на передних колесах занос тоже будет, но в другом диапазоне скоростей (ну, скажем, 140 км/ч). Естественно, там для блокировки ручника будет недостаточно, но подойдет одновременное заклинивание подшипников. Движение после этого может быть колебательным с нарастающими амплитудами (шимми), а может быть молниеносный односторонний увод (дивергенция).

 

Важно понять, что автомобиль на дороге - это не поезд на рельсах. Как только в системе появляются связи, неприводимые к геометрическим (то есть при одном и том же пространственном положении поле скоростей может быть разным), то начинается веселье. И поскольку нам известны условия, при которых блокировка задних колес приводит к заносу, то нет оснований полагать, что мы в эти условия не попадем. Тем более, реальный автомобиль отличается от мат. модели в сторону усложнения, соответственно, опасная область параметров непредсказуемо сдвигает свои границы.

 

ЗЫ. Предлагаю в другую тему перейти для обсуждения физики.

Изменено 23 декабря, 2010 пользователем ingvar

[ВОВАН74]

(шимми)

 

(дивергенция).

 

и тут остапа понесло ©

[striker]

и тут остапа понесло ©

 

обсуждение возможностей сферического коня в вакууме затягивается

[shum_inc]

Да я ни сколько не спорю, что в случае неоднородного покрытия, разных тормозных усилий на колесах - появится занос...

 

Я это написал в ответ на вопрос:

 

Откуда занос?

...таким образом блокировка задних колес при переднемоторной компановке авто - не сыграет значимой роли.. по крайней мере я не вижу предпосылок к заносу... если я не прав - приведите пример...

 

и вроде бы доступно расписал слова ingvar'а. Блокировка колёс на скорости = занос с высокой степенью вероятности, о чём тут ещё можно спорить - не пойму.

[LuCaS]

ЗЫ. Предлагаю в другую тему перейти для обсуждения физики.

 

перенёс

[mazel_toff]

К чему этот ликбез? Пока были машины с ручником - при необходимости пользовался, сейчас ножное включение стояночника - неполучается(да и не надо при включенном заднем приводе и так вертится хорошо). Какой-то ярый противник исользования ручника не по назначению.

[Megavolt]

Подводя итог:

блокировка задних колес, сама по себе, не является достаточным условия для заноса и для отклонение оси авто от вектора движения необходимо еще чтото... так? ну тоесть возникновения любого события не симметричного относительно оси авто, будь то частичная или не одновременная блокировка,, потеря сцепления колес с дорогой... так?

[ingvar]

К чему этот ликбез?

 

Меня спросили - я ответил. Почему такая реакция?

 

Пока были машины с ручником - при необходимости пользовался, сейчас ножное включение стояночника - неполучается(да и не надо при включенном заднем приводе и так вертится хорошо). Какой-то ярый противник исользования ручника не по назначению.

 

Где можно пройти бесплатное переоборудование автомобиля на ножное включение стояночника? А то у всех уже ножное, я один как дурак...

[ingvar]

перенёс

 

Спасибо.

 

Подводя итог:

блокировка задних колес, сама по себе, не является достаточным условия для заноса и для отклонение оси авто от вектора движения необходимо еще чтото... так? ну тоесть возникновения любого события не симметричного относительно оси авто, будь то частичная или не одновременная блокировка,, потеря сцепления колес с дорогой... так?

 

Не так. Если совокупность параметров (скорость, развесовка, коэффициенты трения) оказалась в опасной зоне, то блокировка задних колес, сама по себе, является достаточным условием для заноса. А "любое событие" (спусковой механизм) обязательно возникнет. Почему - я говорил выше: если система подвержена потере устойчивости, то малое (даже бесконечно малое) возмущение на входе приводит к значительному изменению поведения на выходе.

 

ЗЫ. Я не являюсь противником ручника, и даже не являюсь противником его использования в движении. При условии, что человек понимает, что он делает.

Изменено 23 декабря, 2010 пользователем ingvar

[KEPESH]

Forever (21 Декабрь 2010 - 14:25) писал:

Меня неоднократно спасало то что рука быка на ручнике

А только я заметил, что Forever с собой быка возит?