Motstyrning

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 24 juli 2018; kontroller kräver 16 redigeringar .

Motstyrning  är en mycket effektiv tvåhjulig (enspårig) fordonskontrollteknik , som består i det faktum att för att initiera en sväng i vilken riktning som helst, krävs en kort vridning av ratten i motsatt riktning ("styr åt vänster" att svänga höger"). En kort vridning av ratten initierar en lutning av fordonet i motsatt riktning mot ratten, vilket gör att du kan kompensera för effekten av centrifugalkrafter och göra en sväng.

Själva namnet består av två delar "räknare" och "styrning", det vill säga "omvänd styrning", motstyrning.

Huvudmålet med motstyrning är att snabbt (inom en bråkdel av en sekund) uppnå önskad lutningsvinkel för en motorcykel eller annat tvåhjuligt (enspårigt) fordon innan banan ändras till den önskade, till exempel innan en vrid eller för att återställa rak linjerörelse efter den.

Beskrivning och funktionsprincip

Motstyrning består av flera faser: I den första fasen, vid körning i en rak linje, vid ingångspunkten i svängen, utförs en kort, mjuk rörelse av motorcykelratten i motsatt riktning mot den kommande svängen , vilket ger . motorcykelbanan bortsett från det stabila stödpunkten för "racer-motorcykel"-systemet ". På grund av tyngdkraften skapar detta ett tippmoment i svängens riktning, motorcykeln börjar "falla" in i svängen.

I den andra fasen vänds rodret till en positionskonstant för den avsedda banan, för att kompensera för det nybildade tyngdmomentet av den centrifugalkraft som genereras på grund av rörelsen nu längs en koncentrisk bana.

Vid utgångspunkten från svängen för att återställa det vertikala läget med samma metod - motstyrning utförs i motsatt riktning.

För att genomföra en sväng längs samma bana i högre hastighet krävs en större fordonsvinkel, så hjulförskjutningen under motstyrning måste antingen vara längre eller ha en större amplitud.

Denna teknik fungerar i vilken hastighet som helst och är faktiskt det enda sättet att ändra banan för ett tvåhjuligt fordon genom att direkt påverka ratten.

Ovanstående gäller även för enhjulstransporter - en enhjuling eller en elektrisk enhjuling (enhjuling ) . Skillnaden ligger i det faktum att hjulet vrids inte med hjälp av ratten, utan genom att "vrida" - vridning av överkroppen (axlarna) i riktning mot den valda riktningen. I detta fall gör den nedre delen av kroppen tillsammans med hjulet en kort sväng i motsatt riktning.

Illustrativa exempel på hur motstyrning fungerar

Om du tittar på fotspåren av en cykel i sanden när du cyklar i en rak linje med låg hastighet, kommer du att märka att framhjulets fotavtryck hela tiden skär bakhjulets väg, sedan i en riktning och sedan i den andra riktning. Ju lägre hastighet, desto brantare framhjulsspår, desto tätare styrrörelser. Stora och skarpa svängningar av ratten vid låg hastighet beror på behovet av att samtidigt flytta framhjulet ett visst avstånd åt sidan. När hastigheten ökar kräver en sådan växling mycket mindre, omärkliga svängningar.

I detta exempel inträffar den primära avvikelsen från den vertikala positionen ofrivilligt på grund av ofullkomligheten i personens balanssinne och ojämnheten på vägen. Men då kompenseras det påbörjade fallet genom motstyrning tills det vertikala läget och den rätlinjiga banan återställs.

Således reduceras den primära inlärningen att cykla till utvecklingen av en motstyrningsreflex med en minimal lutning av fordonet.

En av artiklarna visade en stabil modell av en tvåhjulig cykel utan den gyroskopiska effekten och castereffekten [1] .

YouTube -videon från MIT klockan 2:40 visar motstyrning med en enhjuling (enhjuling) som exempel.

Effekter på motstyrningseffektivitet

När rattpositionen ändras ändras orienteringen av det roterande framhjulet (gyroskopet), vilket leder till uppkomsten av gyroskopisk precession. Denna effekt uttrycks i rattens motstånd för att ändra läge och ökar med ökande hastighet. Krafterna som appliceras på ratten och riktar hjulet utåt från svängen (den första fasen av motstyrning), på grund av gyroskopisk precession, omvandlas till ett kraftmoment som tippar motorcykeln i svängens riktning.

Effektiviteten hos denna banaändringskraft är liten jämfört med den tippande attraktionskraften, som är konstant i alla hastigheter, så detta fenomen stör effektiv motstyrning vid höga hastigheter.

Träningspass

Det är önskvärt att utarbeta de initiala färdigheterna för motstyrning på breda ytor som ger ett brett urval av möjliga banor för kurvtagning. Detta är nödvändigt för att utveckla en "svängkänsla" - en överensstämmelse mellan amplituden / kraften hos trycket internt i förhållande till styrets vridning och lutningens hastighet, såväl som mellan lutningens djup och svängningen radie. I ett nötskal: starkare tryck - djupare mager och brantare sväng (det är viktigt att förstå att svängens maximala branthet endast begränsas av hjulens vidhäftningskoefficient mot vägen och rädslan för föraren).

Anteckningar

  1. Kooijman, JDG, JP Meijaard, Jim M. Papadopoulos, Andy Ruina och A.L. Schwab. "En cykel kan vara självstabil utan gyroskopiska effekter eller hjuleffekter". Science 332, nr. 6027 (2011): 339. https://doi.org/10.1126/science.1201959 .