Nojapyöräfoorumi

Siirsin tämän pois tuolta linkkiosastolta, kun tuntuu tuottavan kehitysideoita.

Mustasudenkorento kirjoitti:

Toinen vaihtoehto, Airtab
http://www.airtab.com/en/35

Lueskelin tuon Airtab linkin läpi. Alan vähitellen vakuuttua, että hörökorvaisen nojakkikuskin kannattaisi kasvattaa kunnon viikset. Vakavasti ottaen. Tekisi mieleni kokeilla turbulaattorirakennetta kampipuomin etupuolella. Jalkaterien taakse muodostuu varmasti Karman tyyppinen pyörre, joka laajentaa häiriövirtausta kuskin sylissä ja myöhemmin pään ja olkapäiden takana. Jos virtaus muutettaisiin pienipyörteiseksi jo ennen jalkoja, sujuisi ilmavirtaukselta jalkaterien, polvien ja käsien väistely tyköistuvammin eikä pään tai olkapäiden taaksekaan muodostuisi puolelta toiselle heilahtelevaa pyörrettä. - Hitto! Tämähän tarkottaa, että pyöreäputkinen perus ohjaustanko saattaakin toimia turbulaattorina ja pienentääkin kokonaisvastusta yläkropan ja pään ilmanvastusta pienentämällä.

Näistä pikku parannuksista / huononnuksista aerodynamiikkaan ei kyllä ota selvää ilman mittausta.

Pohdiskelin, että yksinkertaisimman mittauslaitteiston saisi virittämällä tavallisen nopeusmittarin tallentamaan kiekon jokaisen kierrosajan koko mittausjaksolta. Tästä saadusta datasta voisi sitten laskea vierintä- ja ilmanvastukset, kun mittausalamäen korkeusprofiili on tiedossa.

Korkeusprofiilin taas voi helposti selvittää samalla mittarilla ajamalla ensin jarruttaen hiljaa ja antamalla sitten pyörän vapaasti kiihtyä mäen eri pisteistä lähtien, eli mittaamalla mäen antama kiihtyvyys sopivin välein.

Tietenkin tuon mittauksen voisi tehdä ihan tasaisellakin. Poljetaan sama vauhti -molempiin suuntiin tuulen ja mäen kompensoimiseksi- ja päästetään pyörä rullaamaan mittausalueen matkalle ja mitataan hidastuminen eri nopeuksista. Täytyy kokeilla kumpi on helpompi tapa.

Riittäisiköhän tuoksi tallentimeksi äänittävä mp3-soitin ja pyörään kiinnitetty räpätin, vai pitäisikö purkaa mikki esiin ja laittaa joku hal-anturi siihen tilalle. Ei, kyllä hienostunut räpätin on parempi. Saa samalla mittausdokumentoinnin huutelemalla mikkiin, eikä tarvitse kirjoitella tuolla tuulessa ja tuiskussa.

Kuka rupeaa mukaan projektiin?
Parhaimmillaan tästä saadaan luotua kiistaton mittausjärjestelmä pyörän hyvyyden määrittelemiseksi ja parannusten tehon mittaamiseksi. Onkos kukaan signaalinkäsittelyhommissa, jotta tuosta äänitteestä saataisiin kätevästi ulos tuo nopeustieto.

Jori

jori kirjoitti:

Vakavasti ottaen.

Meneeköhän jo liian vakavaksi

Jukka

Heh, alkaa kuulostaa jo liian insinööritouhulta, vai? Itseäni tuollaiset testailut kiinnostaa.

Pääseekö tuolla räpättimen äänentallennuksella samaan tarkkuuteen kuin käyttämällä esim. mainitsemaasi hall-anturia? Jotenkin tuntuu, että olisi huomattavasti häiriöherkempää ja epätarkempaa, kun mukaan tulevat vielä tieäänet ja tuulensuhinat yms. rohinat ja kolahdukset. Mutta ei varmaan ole mahdotonta, vaatii vaan enemmän tuota signaalinkäsittelyä. Meikäläisellä ei ole siitä kokemusta, joku viisaampi voisi kommentoida.

Räpättimellä saadun "signaalin" jälkiprosessointia helpottaisi varmaankin se, että tulisi vain yksi räpsäys per pyörän kierros (eikä jokaisesta pinnasta). Äkkiä laskettuna esim. 60 km/h nopeudella taajuus olisi n. 8,3 hertsiä (jos rengas olisi 26" eli vierintäkehä n. 2000 mm). Tuo ei kuulosta vielä kauhean pahalta. Itse kallistuisin kyllä tuohon hall-anturin käyttöön. Mutta ilmeisesti ei olekaan tarkoitus päästä helpolla, vaan lähestyä asiaa hieman toiselta kannalta ja saada aikaiseksi haastava ja opettavainen projekti . Olisihan se hienoa, jos pelkällä räpättimellä ja mp3-soittimella saisi kasaan tarvittavan datan vertailuja varten.

Voisin olla jollain tapaa mukana, riippuen nyt tietysti vähän kuinka laajaa ja aikaavievää projektia olet pykäämässä pystyyn. Mutta signaalinkäsittelyssä tms. en osaa auttaa.

tm kirjoitti:

Pääseekö tuolla räpättimen äänentallennuksella samaan tarkkuuteen kuin käyttämällä esim. mainitsemaasi hall-anturia? Jotenkin tuntuu, että olisi huomattavasti häiriöherkempää ja epätarkempaa, kun mukaan tulevat vielä tieäänet ja tuulensuhinat yms. rohinat ja kolahdukset.

Eikä räpätin toimi levykiekossa

Jukka

jviirret kirjoitti:

tm kirjoitti:

Pääseekö tuolla räpättimen äänentallennuksella samaan tarkkuuteen kuin käyttämällä esim. mainitsemaasi hall-anturia? Jotenkin tuntuu, että olisi huomattavasti häiriöherkempää ja epätarkempaa, kun mukaan tulevat vielä tieäänet ja tuulensuhinat yms. rohinat ja kolahdukset.

h
Eikä räpätin toimi levykiekossa

Jukka

Napsahtava ääni on kyllä ihan yhtä tarkka signaali, kuin hal-anturin jännitteen nousukin. Häiriöiden suodatuksen voi tehdä sijoittamalla mikrofonin ihan räpättimen viereen.
Ajattelin käyttää invertoitua räpätintä, eli käytännössä yhtä tai useampaa nippusidettä, jonka pää sojottaa sopivasti ulos ja läpsähtää etuhaarukan takapintaan kerran kierroksella. Mp3 soitin teipataan tuohon samaan haarukan putkeen läpsähdyskohdan viereen kuuntelemaan. Mikäli tämä etäisyyssuodatus toimii odotetusti, riittää signaalin käsittelyksi tietyn rajan ylittävien aikaleimojen kirjaaminen. Mp3 pakkausmuoto haittaa käsittelyä ja se täytynee purkaa ennen tuota aikaleimojen tunnistusta.

Jori

jori kirjoitti:

Ajattelin käyttää invertoitua räpätintä, eli käytännössä yhtä tai useampaa nippusidettä, jonka pää sojottaa sopivasti ulos ja läpsähtää etuhaarukan takapintaan kerran kierroksella.
Jori

Noin toteutettuna kuulostaa toimivalta, anteeksi perinteiseen räpättimeen rajoittunut ajattelu.

Jos ei tältä foorumilta löydy apuja tuohon signaalinkäsittelyyn, niin työpaikaltasi pitäisi löytyä, eri osastolta ainakin.

tm kirjoitti:

Jos ei tältä foorumilta löydy apuja tuohon signaalinkäsittelyyn, niin työpaikaltasi pitäisi löytyä, eri osastolta ainakin.

Juu, meillä oli vielä jokin aika sitten oikea spesialisti tähän hommaan, lähti kuitenkin oikeisiin töihin.

• Onneksi jätti puhelinnumeronsa.

Täytyy pähkäillä lisää. Hieno olisi sellainen nopeusmittari, josta näkisi nopeuden lisäksi kiihtyvyyden. Näkisi heti tutussa mäessä, onko tehty muutos auttanut. Suurempi maksiminopeus kertoisi paranemasta.

Kiihtyvyysmittari tarvitaan, ettei mäen tarvitse olla tolkuttoman pitkä eikä jyrkkä. Ensin poljetaan alkuvauhti ja heitetään vapaalle. Kun vauhti ei enää kiihdy eikä hidastu, on ilmanvastuksen ja vierintävastuksen summa tällä nopeudella sama kuin mäen jyrkkyys.

Tasaisessa mäessä näkisi heti asennon muutoksen vaikutuksen kiihtyvyysmittarin viisarista. Tai tasaisella rullaillen vauhdin hidastuessa kutakin vauhtia vastaavan vastuksen.
Pähkäily jatkuu...

Jori

Riittäisikö näissä autokäyttöön tehdyissä mittareissa tarkkuus? esim. http://www.gtechpro.com/

Jukka

jviirret kirjoitti:

Riittäisikö näissä autokäyttöön tehdyissä mittareissa tarkkuus? esim. http://www.gtechpro.com/

Noista oli joku aika sitten TM vertailua (Ei, en omista autoa mutta pikkupoika tahtoo katsella puuroa syödessä autoja) ja muistaakseni moni niistä perustui pelkästään GPS antamiin tietoihin. Ei ole enää numeroa tallessa (poika kuluttaa lehdet loppuun nopeasti) mutta jos kirjastosta tai jonkun omista varastoista löytyisi niin siitähän saisi hyvää tietoa.

Race chrono on ko teknarin jutun mukaan ilmainen, gps:llä varustettuun kännykkään asenneltava ohjelma. Noi testatut systeemit hyödyntää joko gps:ää tai auton kierrosluku- ja nopeusmittarin signaaleja. Ei jaksa ny lukee tota, vaan numerosta 12/2009 tuo löytyy näköjään.

Kierroksia ja nopeutta ei varmaan saa riittävän helposti ulos fillarista, joten gps pohjaiset jää jäljelle. Onneksi se gps:n tahallinen häirintäsignaalin työntäminen on lopetettu, mutta riittääkö noissa siltikään tarkkuus fillarinopeuksiin (paikkatiedon heittelehtiminen/epätarkkuus liian suurta suhteessa kulkunopeuteen)?

Ei taida vastata tarkoitustaan mitata pelkkiä ajosuuntaisia kiihtyvyyksiä luistamattomissa olosuhteissa tuhansien kilometrien päästä avaruudesta (GPS). Noissa automittavehkeissä on kyllä myös kiihtyvyysanturit. Tällaisen Inertia-tyyppisen kiihtyvyysanturin pitää kuitenkin olla tarkan näyttämän saavuttamiseksi täysin vaakasuorassa, jottei painovoima tuota virhettä. Vierintävastusta vastaava kaltevuushan on alle 1% ja 10 m/s vastaava kokonaisvastuskin alle 4%. Tarkoitus on siis mitata pieniä muutoksia näissä, eli alueella 0-0,5 m/s² muutaman mm/s² muutoksia. Kiekon pyörimisajasta mitattu kiihtyvyys on tunteeton painovoiman suunnalle ja se pystyy mittaamaan myös hyvin pieniä kiihtyvyyksiä ja tasaa luonnollisesti (ajoneuvon massa) näyttämän heilahteluja, siksi luotan ainakin toistaiseksi siihen.

Jori

jori kirjoitti:

Kuka rupeaa mukaan projektiin?
Parhaimmillaan tästä saadaan luotua kiistaton mittausjärjestelmä pyörän hyvyyden määrittelemiseksi ja parannusten tehon mittaamiseksi. Onkos kukaan signaalinkäsittelyhommissa, jotta tuosta äänitteestä saataisiin kätevästi ulos tuo nopeustieto.

Jori

Tuo on jo tehty. Tein alkusyksystä rullauskokeita nojakillani. Seuraavassa kappale lokia:

---cut---
15.10.2009 tein rullauskokeita Myntintiellä Kuoppanummessa, jossa oli
ainakin päältä katsoen lähes vaakasuora 150 m tien pätkä. Ei se sitten
rullauskokeiden aikana kuitenkaan osoittautunut ihan vaakasuoraksi...
Ajoin sen kolmeen kertaan edestakaisin molempiin suuntiin
alkunopeudella n. 20 km/h ja loggasin ajot myloggeriin.
Lopuksi ajoin sen viisi kertaa läpi alkunopeudella n. 35 km/h.

Mittaus- ja laskentamenetelmänä oli seuraava:

• mitta-anturina myLogger -GPS-loggeri, joka tallentaa sekunnin välein
  sijaintinsa ja nopeutensa, http://www.mylogger.fi/

• etsitään mahdollisimman vaakasuora ja vähän liikennöity tienpätkä

• merkataan loggerilla pätkän alku- ja loppupisteet

• sopiva pituus on n. 100 - 150 m

• tarvittava kiihdytys- ja jarrutusmatka pitää varata myös

• katsotaan tyyni ilta ja tehdään rullauskokeet silloin

• rullataan alku- ja loppupisteiden välinen pätkä polkematta ja
  mahdollisimman suoraan

• ajetaan pätkä molempiin suuntiin useamman kerran

• ajetaan se ainakin kahdella eri alkunopeudella

• tarkkaa alkunopeutta ei tarvitse tietää

• imetään datat loggerista gpx-tiedostoon ja se Exceliin,
  https://launchpad.net/igotu2gpx

• lasketaan jokaisen tallennetun pisteen etäisyys pätkän alku- ja
  loppupisteistä, niistä näkee, milloin rullaus alkaa ja loppuu

• leikataan tiedostosta vain ne tallennetut pisteet, jotka kuuluvat
  rullauksiin alku- ja loppupistetieden välillä

• laaditaan energiatase kullekin rullaukselle: alkutilanteessa liike-energia

  • asemaenergia + pyörimisenergia + vierintävastusmatka + ilmanvastusmatka
    = lopputilanteessa liike-energia + asemaenergia + pyörimisenergia

• kaavat pitää laatia siten, että vierintävastus, ilmanvastus CvA, tuuli ja
  tienpätkän kaltevuus ovat parametrejä Excelin laskentakaavoissa, joille
  Excelin ratkaisimen annetaan hakea optimaaliset arvot

Lisäksi, kun muistaa, että

Ajajan massa oli 71,3 kg, varusteineen 75,0 kg
(mm. syysvaatteet, kypärä, lompakko, avaimet, puhelin).
Pyörä varusteineen 14,0 kg (lamppu, mittari, kello, peili, ei sivulaukkuja).
Eli kokonaismassa oli siis 89,0 kg.
Lämpötila oli illalla 4,0 astetta.
Rengaspaineet 7 bar.

Tällä menetelmällä laskelmat antoivat tuloksiksi:

• vierintäkitkakerroin 0,0043
• ilmanvastuskerroin CvA 0,299 m2
• tuuli 0,21 m/s etelästä
• mäki 0,085 % nousua pohjoisesta etelään

Jotta tuosta saisi selville muotokertoimen Cv, pitää jotenkin saada
mitatuksi pyörän ja ajajan poikkileikkuspinta-ala. Tein sen niin, että panin
pokkarini jalustalle videoasentoon ja ajelin nojakilla suoraan sitä kohti.
Tästä videosta etsin sopivan ruudun, josta saa mitatuksi poikkileikkausalan.
Paremman puutteessa käytin gravimetristä integraatiota: tulostin kuvan
paperille, leikkasin kuvan irti paperista ja punnitsin sen. Sitten vähän
skaalausta metrimitan kanssa kuvista ja vot, pinta-ala on selvillä:

• poikkileikkuspinta-alani syysvaatteissa Performerin Agenda 20/700c
  fillarilla on 0,32 m2
• tuosta on helppo laskea, että muotokerroin Cv on 0,93
• vertailun vuoksi: pinta-alani retkipyörällä (Helkaman Kulkuri 14 käyrillä
  sarvilla) on 0,51 m2

Johtopäätöksenä näistä on tietenkin se, että pitää ruveta rakentamaan
katteita, joilla tuota Cv:tä saisi lasketuksi vaikka jonnekin 0,10
tasolle...

---tuc---

Kuulkaas te, joilla on jokin niistä Suomessa olevista velomobiileista, tehkääs vastaava rullauskoe niiltä katetuilla vehkeillänne. Jooko?

ajarmala kirjoitti:

Paremman puutteessa käytin gravimetristä integraatiota: tulostin kuvan
paperille, leikkasin kuvan irti paperista ja punnitsin sen. Sitten vähän
skaalausta metrimitan kanssa kuvista ja vot, pinta-ala on selvillä:

Yksinkertaisuudessaan suorastaan pirullisen elegantti menetelmä!

ajarmala kirjoitti:

• vierintäkitkakerroin 0,0043
• ilmanvastuskerroin CvA 0,299 m2
• tuuli 0,21 m/s etelästä
• mäki 0,085 % nousua pohjoisesta etelään
• poikkileikkauspinta-alani syysvaatteissa Performerin Agenda 20/700c
  fillarilla on 0,32 m2
• tuosta on helppo laskea, että muotokerroin Cv on 0,93
• vertailun vuoksi: pinta-alani retkipyörällä (Helkaman Kulkuri 14 käyrillä
  sarvilla) on 0,51 m2

Kun tuossa viime syksynä tuli määritettyä poikkileikkauspinta-alani myös vanhalla Kulkuri-14 -retkipyörälläni, niin oli ihan pakko käydä tekemässä myös sillä vastaava rullauskoe kuin mitä tein Agendalleni aikoinaan. Retkipyörässäni on käyrät sarvet, 28 tuuman 32 mm renkaat, joihin sai pumpata 4 bar paineen. Pyörän paino on 18 kg. Rullauskokeen tulokset seuraavassa:

• vierintäkitkakerroin 0,0070
• ilmanvastuskerroin CvA 0,546 m2
• poikkileikkauspinta-alani oli siis retkifillarilla 0,51 m2
• tuosta on helppo laskea, että muotokerroin Cv on 1,07

Eli muotokerroin ei enää huonompi voisi olla... Ja kun vertaa ilmanvastusta nojapyörääni, jolla vastuskerroin on 0,30 m2 ja retkifillarilla taas 0,55 m2, niin ero on aika suuri. Lisäeroa tulee myös vierintäkitkakertoimien erosta, 0,0043 vs 0,0070. Hmm? Mutta eipä paljon parempaa voi odottaakaan, koska kyseessä on melkein pystypyörä, jolla vielä kaiken lisäksi on ikää 20 vuotta. No, tulipahan testattua sekin.

T. Ari

ajarmala kirjoitti:

ajarmala kirjoitti:

• ilmanvastuskerroin CvA 0,299 m2
• poikkileikkauspinta-alani syysvaatteissa Performerin Agenda 20/700c
  fillarilla on 0,32 m2
• tuosta on helppo laskea, että muotokerroin Cv on 0,93

Kun tuossa viime syksynä tuli määritettyä poikkileikkauspinta-alani myös vanhalla Kulkuri-14 -retkipyörälläni, niin oli ihan pakko käydä tekemässä myös sillä vastaava rullauskoe kuin mitä tein Agendalleni aikoinaan. Retkipyörässäni on käyrät sarvet, 28 tuuman 32 mm renkaat, joihin sai pumpata 4 bar paineen. Pyörän paino on 18 kg. Rullauskokeen tulokset seuraavassa:

• ilmanvastuskerroin CvA 0,546 m2
• poikkileikkauspinta-alani oli siis retkifillarilla 0,51 m2
• tuosta on helppo laskea, että muotokerroin Cv on 1,07

Oliko samat vaatteet? Tuo vahvistaa mun arvaukset ilman mittaria. Ilmanvastuskerroin on pystypyörässä ja nojakissa liki sama. Tuossa em. tapauksessa muotokerroin nousee "vain" 15% nojakki-->pystäri, kun taas poikkipinta-ala kasvaa 60%.
Verrattaessa isorenkaista nojapyörää pystypyörään voisi olla että muotokerroin ei nouse yhtään.

Jukka