Trike, pari kysymystä ...

Rakennatko omaa nojapyörää? Täältä voit saada vinkkejä projektiisi.
Avatar
jviirret
Pistosuojattu sisällöntuottaja
Viestit: 12381
Liittynyt: 27 Elo 2006, 10:25
Paikkakunta: Raahe

Re: Trike, pari kysymystä ...

Viesti Kirjoittaja jviirret »

KPS kirjoitti:

Toinen vaikuttava seikka lienee ohjauksen mekaniikan vaimennus, jota konstruktiossani ei oikeastaan ole lainkaan.

Tämä on ongelma monessa kaupallisessakin trikessä. Ohjauksessa on liian hyvät laakerit, näin se on kevyt, mutta alkaa woblaamaan jos vauhdissa päästää tangoista irti. Tuo on kyllä paljon nopeampitaajuista kuin polkemisen tahtiin mutkittelu.

Jukka

Riman ali ja suoraa ohi maalin...

KPS
Sisällöntuottajakokelas
Viestit: 218
Liittynyt: 22 Maalis 2012, 07:46
Paikkakunta: Tampere, 3.7.2012 alkaen Södertälje, Ruotsi

Re: Trike, pari kysymystä ...

Viesti Kirjoittaja KPS »

jviirret kirjoitti:

Tuo on kyllä paljon nopeampitaajuista kuin polkemisen tahtiin mutkittelu.

Ainakin netissä näkemäni kilpurin tangon wobblaus oli nopeampaa, mutta se ei välttämättä ole koko totuus ilmiöön liittyen.

Toinen vaihtoehto on että runko ja kuski alkavat vibrata "jäykkänä kappaleena" jousien (renkaiden) varassa esim. pystyakselin ympäri. Tämän todentaminen / poissulkeminen edellyttää paria mittausta. Eli jysäytetään Bilteman kumipäällä varustetulla vasaralla runkoa + kuskia (siis pyritään osumaan runkoon esim. puomin päähän eikä siis kuskin päähän) ja mitataan parilla kiihtyvyysanturilla rungon värähtelyä. Tuloksena saadaan nk. taajuusvastefunktio, jossa taajuuden funktiona näkyvät maksimit kertovat tsekattavan kohteen ominaistaajuudet. Kun mitataan muutamasta pisteestä, niin saadaan selville myös ominaistaajuutta vastaava värähtelymuoto. Mittaus (hieman erilainen, pelkkiä vastemittauspisteitä) olisi hyvä tehdä myös polkiessa mutta käytännöllisempää on mitata paikallaan olevaa kohdetta. Jos tuloksista löytyy about ongelmataajuus niin ongelman syy on selvillä. Sitten tarvii enää vain ratkaista miten ongelma poistetaan .....

KPS

jori
Pistosuojattu sisällöntuottaja
Viestit: 13787
Liittynyt: 15 Syys 2006, 19:00
Paikkakunta: Tampere, Petsamo

Re: Trike, pari kysymystä ...

Viesti Kirjoittaja jori »

Nyt kun sinulla on pyörä, voit tehdä tuon moodianalyysin ja esitellä tulokset täällä.

Ennen sitä sinun kannattaa tehdä yksinkertainen statiikkatarkastus asettamalla pyöräsi yksin, tai mieluummin kuskin kanssa, reilusti vinolle pinnalle kylki kohtisuoraan viettoviivaa vasten ja työntää pyörää hiljaa eteen (kuskin istuessa kyydissä kädet sylissä) tarkkaillen samalla ohjauksen reagointia tähän. Jos ohjaus kääntyy hiljaa alamäen suuntaan on kaikki kunnossa. Jos taas ylämäkeen, on sinulla selvästi sivuheilahteluja vahvistava ohjausmekanismi, josta oli puhetta jo tuolla ketjun alussa. Tämä on viisainta korjata, sillä se voi olla vaarallinen.
Jos sen sijaan ohjaus ei juuri käänny kumpaankaan suuntaan, kokeile samaa kuskin kädet täysin rentoina ohjauskavoilla puristamatta kahvoja. Jos nyt kääntyy ylämäkeen ja ilman ohjausotetta kääntyi alamäkeen, on pyörällä opeteltavissa ajamaan tukemalla kädet kylkiin ja ohjaamall ranteilla, joskin kokonaan ohjauksen rauhattomuutta et saa katoamaan.

Sama koe vauhdissa. Aja woblaavalla nopeudella ja irrota kädet varovasti ohjauskahvoista. Jos woblaus lisääntyy, on ohjauskahvoja ehdottomasti lyhennettävä tai tasapainotettava ohjausakselin suhteen etupuolelle järjestetyn lisäpainon avulla, jos vähenee pyörälläsi voi ajaa, kunhan opettelet pitämään kätesi kylkiä vasten tuettuna. Minä kuitenkin lyhentäisin joka tapauksessa ohjausvipujen taakse suuntautuvaa matkaa.

Jori

On se kumma hyypiö tämä ihminen.
Kun kerran omaksuu tietyn käsityksen ja asenteen jostain asiasta, tulee aivan kuuroksi ja sokeaksi todisteille, jotka kumoaisivat nuo käsitykset, ja varsinkin unohtaa ne. - Sakari Holma

KPS
Sisällöntuottajakokelas
Viestit: 218
Liittynyt: 22 Maalis 2012, 07:46
Paikkakunta: Tampere, 3.7.2012 alkaen Södertälje, Ruotsi

Re: Trike, pari kysymystä ...

Viesti Kirjoittaja KPS »

Taas on takana yksi testilenkki. Laitoin runsaat 5 baria (aikaisemmin 4) painetta renkaisiin ja siirsin ohjausvivut uuteen asentoon (nyt ovat lyhyemmät, mutta toisaalta "säätöosat" ovat ohjausakselin etupuolella), kts. kuva.

Alamäessa suht. kovassa vauhdissa laite oli stabiili, kun ei polje. Polkiessa jos tekee käsillä "vastaliikkeen" niin ok, se ei tosin ainakaan vielä oikein onnistu. Jos kuskin käsien liikkeiden vaiheistus "piiputtaa" niin ei hyvä.
Lisäksi kokeilin yhtä Jorin ehdottamaa testiä. Eli vinolla pinnalla, kuski mukana, hitaassa vauhdissa kädet irti, niin alamäkeenhän se kääntyi. Sateen lähestyessä muut kokeilut jäivät seuraavaan kertaan.

Yksi mutu tuli tuossa vinon pinnan testissä mieleen: Mitähän vaikutusta on sillä että laitoimme vasemman puolen jarrun ohjausakselin etupuolelle (vaijerin veto helppoa) ja oikea jarru on akselin takapuolella. Mitä pikaisesti tsekkasin kaupallisia tuotteita niin niissä oli poikkeuksetta molemmat jarrut ohjausakselien takapuolella. Testissä tuntui että kääntyminen vasemmalle alamäkeen oli voimakkaampaa. Täytyy kokeilla jos sitä jarrua saa siirrettyä.

Pitää varmaan myös päättää mihin kohtaan ne lopulliset ohjausvivut laitetaan, sillähän lienee myös vaikutusta tämän ongelman voimakkuuteen. Samalla säätöpalikat saisi pois mahd. nopeasti.

Ensi viikonlopuksi olen alustavasti varannut aikaa erilaisiin kokeiluihin ja lopullisten palikoiden asennukseen. Teen samassa yhteydessä vähintään muutaman taajuusvastemittauksen, motiivina / tavoitteena selvittää ainakin alimman jäykänkappaleen värähtelymuodon ominaistaajuus. Varsinainen moodianalyysi jäänee tässä vaiheessa optioksi. Jos jotain kiinnostaa niin tuolta löytyy kilpurin moodianalyysistä yms. tarinaa:
http://www.sandv.com/downloads/0707cham.pdf

KPS

Liitteet
001.JPG
KPS
Sisällöntuottajakokelas
Viestit: 218
Liittynyt: 22 Maalis 2012, 07:46
Paikkakunta: Tampere, 3.7.2012 alkaen Södertälje, Ruotsi

Re: Trike, pari kysymystä ...

Viesti Kirjoittaja KPS »

Tjänare,

oli tuossa muutto yms. kiireitä => pieni katkos tarinassa. Samoista syistä lupaamani / suunnittelemani triken + kuskin "naputtelu" jäi tekemättä.
Tässä kuitenkin viimeiset kuulumiset tadpole proton virittelystä.

Lopulliset ohjausvivut ovat selvästi originaaleja lyhyemmät => jotain positiivista muutosta. Rengaspaineilla en havainnut tässä konstruktiossa olevan juurikaan vaikutusta. Jossain vaiheessa piti kokeilla raidetangon korvakkeiden lyhentämistä. Saatuani toisen "tangon" installoitua ohjaukseen tuntui tulevan selvästi lisää vaimennusta ja sen jälkeen matka on taittunut kahdella raidetangolla. Tälläkin tuntui olevan jotain hyötyvaikutusta mutkittelutaipumukseen. Joskus pitää vielä kokeilla ilman sitä originaalitankoa.

Eli summa summarum laitteesta ei vieläkään ole ajossa tipahtanut pieniä eikä suuria osia. Lisäksi nyt se menee melko suoraan, eli on käytökseltään siedettävä mutta ei vieläkään ole ihan "satku". Tähän protoon ei taida tulla enää parannuskokeiluja, mutta suunnitelmissa on mahdollinen evo-versio ensi kesäksi. Palaan asiaan jos moinen syntyy.

Kuvissa näkyvä valkoinen ketjuohjuri on tehty teflon-tangosta, jota löytyi hintaan jotain 30 € metri. Valmis putki oli selvästi kalliimpaa. Konstruktiossa on toinenkin samasta tangosta tehty ohjuri. Ovat ainakin toistaiseksi toimineet ihan hyvin.

Ohjausvivut on kiinnitetty lyhennetyillä, haluttuun kulmaan uudelleen hitsatuilla ohjainkannattimilla.

KPS

Liitteet
006.JPG
002.JPG
KPS
Sisällöntuottajakokelas
Viestit: 218
Liittynyt: 22 Maalis 2012, 07:46
Paikkakunta: Tampere, 3.7.2012 alkaen Södertälje, Ruotsi

Re: Trike, pari kysymystä ...

Viesti Kirjoittaja KPS »

Ongelman pohdinnan ja moninaisten kokeilujen tuloksena syntynyt selittävä analyysi.

Ongelma siis oli alkuvaiheessa jopa vaarallisen tuntuinen ”wobblaus” eli ohjauksen polkemistaajuisen värähtelyn aiheuttama triken mutkittelu suuremmilla poljintaajuuksilla, erityisesti alamäissä. Tyypillisesti virallinen wobblaus-ilmiö esiintyy suurissa nopeuksissa eikä ole yleensä polkemistaajuinen vaan taajuudeltaan suurempi. Koska wobblaus toiselta nimeltään on death wobble (erityisesti moottoripyörissä), niin kyseinen ilmiö ei ole haluttu ominaisuus … kaukana siitä. Heräte, joka aiheuttaa wobblauksen, voi olla peräisin vaikka hieman kierosta vanteesta. Wobblauksen taajuus riippuu mm. siitä pidetäänkö ohjaustangosta kiinni vai ei. Kokonaisuutena wobblauksen ennakoiva välttäminen lienee melko vaativa ”temppu”.

Ominaistaajuus on havainnollistettavissa esimerkiksi viivottimella. Otetaan tanakka ote viivottimen toisesta päästä ja pöytälevystä … siis viivottimen toinen pää on sormen ja pöydän välissä puristuksissa. Annetaan viivottimen vapaalle päälle pieni heräte (esim. painetaan vapaalla kädellä vapaata päätä alaspäin ja päästetään irti), niin viivotin värähtelee alimmalla ominaistaajuudellaan ja sitä vastaavalla värähtelymuodolla. Tässä tapauksessa viivotin on ikäänkuin ulokepalkki, jonka alimman ominaistaajuuden värähtelymuodossa viivotin on koko matkalla samassa vaiheessa (liike samaan suuntaan) ja siirtymä kasvaa tukipisteestä vapaaseen päähän, jossa siirtymällä on maksimi. Viivottimella on myös useita muita ominaistaajuuksia ja niitä vastaavat erilaiset värähtelymuodot eli ominaismuodot. Ominaistaajuudet ilmoitetaan Hertzeinä (Hz), eli montako värähdystä tapahtuu sekunnissa. Visuaalisesti pienitaajuiset ja löysien rakenteiden ominaismuodot ovat havaittavissa. Suuremmilla taajuuksilla tarvitaan mittalaitteita tai värähtelylaskentaa ominaistaajuuksien ja niitä vastaavien ominaismuotojen havainnollistamiseen. Ominaistaajuuksilla värähtelyn suuruus riippuu lähinnä rakenteen vaimennuksesta, eli siitä kuinka nopeasti viivottimen värähtely loppuu / vapaan pään liike pienenee.

Esimerkiksi värähtelymittauksissa (esim. mobiliteettimittaukset, mitataan rakenteen dynaamisia ominaisuuksia vasara- tai täristinherätteelllä) rakenteen tietyn pisteen vasteessa olevat maksimit ovat ominaistaajuuksilla. Muilla taajuuksilla (”kaukana” ominaistaajuuksista / ominaistaajuuksien väleissä) värähtely on nk. pakkovärähtelyä eli heräte synnyttää lähes vaimennuksesta riippumattoman vasteen. Kun pakkovärähtelyn heräte poistuu niin värähtely loppuu. Ominaistaajuuksilla pienikin heräte aikaansaa voimakasta värähtelyä, jos vaimennus on vähäistä. Vastaavasti rakenne jää värähtelemään, sitä pidemmäksi ajaksi mitä vähemmän rakenteessa on vaimennusta, kun heräte poistetaan.

Karkeasti ominaistaajuudet riippuvat rakenteen dimensioista eli mitoista ja käytettävästä materiaalista. Jos rautaa on runsaasti esim. 150 mm x 150 mm x 150 mm kuutio, niin sen alin ominaistaajuus on yli 10000 Hz. Esimerkin viivottimella ehkä jotain pari Hertziä. Materiaalin vaikutus riippuu mm. kimmomoduulin ja tiheyden suhteesta. Kimmomoduuli ilmoitetaan yleensä gigapascaleina tai megapascaleina (giga = 109 ja mega = 106), eli esim. teräksellä luokkaa 210 GPa, eli 210 000 000 000 Pa, eli 210 000 000 000 N/m2. Koska esimerkiksi alumiinin, teräksen ja titaanin kimmomoduulien ja tiheyksien suhde on likimäärin sama, niin näillä materiaaleilla saman geometrian omaavalla rakenteella on likimäärin samat ominaistaajuudet.

Takaisin asiaan … eli alkuvaiheessa kolmipyörän ja kuskin yhdistelmä oli hyvin suurella todennäköisyydella resonanssissa, eli polkeminen aiheutti voimakasta resonoivaa värähtelyä vähän koko rakenteessa suuremmilla pyöritystaajuuksilla. Kyseistä ominaistaajuutta vastaava värähtelymuoto sisälsi ainakin etupyörien samanvaiheisen rotaation ohjausakselien ympäri. Jotain liikettä esiintyi myös takapäässä eli varsinainen heräte lienee peräisin ”takarenkaalta”. Todennäköinen herättävä voimavaikutus on ketjuvoimien aiheuttama vaihteleva momentti pystyakselin ympäri.

Havaittuja positiivisia efektejä oli takakiekon vaihtamisella ”aerokiekosta” (levyjarrun kiinnityspalikat) vanhaan maasturin takakiekkoon (vannejarru). Eli vanha kiekko lienee selvästi jäykempi sivusuunnassa kuin ”halpisaero”. Ylipitkien ohjaussauvojen lyhentämisella oli selvä positiivinen vaikutus. Lisäksi kahden raidetangon vaikutus oli positiivinen. Eli kaikki edellämainitut jäykistivät rakennetta (raidetangoilla ehkä myös vaimennusta lisäävä vaikutus). Lisäksi värähtelyä syntyi esimerkiksi tilanteissa, joissa toinen etupyörä ylitti pienen esteen => etupyörät ja ohjaussauvat jäivät hetkeksi värähtelemään.

Viimeisenä kokeiluna poistin penkin kiinnitykseen asentamani ”joustavat” raskasmaton palat penkin ja kiinnityskorvakkeiden välistä, eli pyrin vielä jäykistämään runkoa / rakennetta. Tämän manööverin jälkeen polkemisen lopettaminen lopettaa heti myös mutkittelun. Vastaava havainto liittyy myös toisen etupyörän esteen ylityksen aiheuttamaan värähtelyyn, laite ei jää enää värähtelemään vaan värähtely loppuu heti esteen ylityksen jälkeen. Eli rakenteen ongelman aiheuttanut ominaistaajuus on noussut sen verran suureksi, että se ei enää herää edellä mainituilla herätteillä tai sen värähtelymuoto on muuttunut toisenlaiseksi. Jäljelle jää siis vain pakkovärähtely kyseisillä herätteillä ja siihen vaikuttaminen edellyttänee suuri muutoksia runkorakenteessa tai suoran ohjauksen vaihtamista toisen tyyppiseksi.

Eli edellä esitetty vaikuttaa järkevältä selitykseltä proto tadpolen wobblaus ongelmaan. Lisäksi arvaisin että pieni mutkittelu saattaa olla useimpien suoraa ohjausta käyttävien tadpole kolmipyörien ”ominaisuus”. Yleisillä ”risti-rungoilla” ominaistaajuus jäänee niin pieneksi että isompaa ongelmaa ei synny. Catriken tyyppiset rungot lienevät sen verran jäykkiä, että resonanssiongelmaa ei myöskään esiinny.

Kommentteja ?

Jos ensi talvena syntyy evo-malli, niin miten varmistan että pääsen pysyvästi eroon tästä ilmiöstä /minimoin mutkittelua aiheuttavan pakkovärähtelyn heätteen, erityisesti jos haluan edelleen kovapäisesti käyttää suoraa ohjausta ?

KPS

Vastaa Viestiin