当三轮的第三轮抬起的时候,有什么力来使车身和车轴所产生的这一个以车轴为圆心的转体不会转动而发生车身后体部分向前翻或者使第三轮重新着地的现象呢?这个时候是什么力来使车体发生了第三轮抬起的现象却又保持在一个平衡的状态呢?
这些问题需要先明白一些基础知识,以便于理解:
1. 四条腿的八仙桌,在4条腿不一样长短的情况下,和地面有几个接触点?
2. 如何判断瘸脚的八仙桌哪些脚会着地?
3. 瘸脚的八仙桌也有抬起的那个脚,什么力保持它抬起呢?
我想要理解你的问题,首先必须明白以上三个问题的答案,之后的事情就会比较容易了。
1.我的理解是,当八仙桌的4条腿长短不一样的情况下,只要它还是保持着站立的姿势,那么着地的可能是三只脚也可能是四只脚。
2.前提,八仙桌是站立着的,而且不是四脚着地的时候。只讨论三只脚着地。这个时候就要看那三只脚是否符合两个条件。一是相邻的三只脚所围成的一个三角形范围中是否有八仙桌重心相对于这三只脚所形成面的投影。二是第四只脚不要穿过那三只脚所形成的那个面。
3.我觉得是杠杆的作用。
虽然可能有些小问题,但大方向基本可以,如果能理解这些,再看轨道车的问题会很简单:
1. 轨道车在弯道“理论上”和轨道面有7个接触“趋势点”,分别是3个轮子和单侧的4个导轮。
这7个点和轨道同时接触,比瘸脚八仙桌4脚着地要难上很多。
我相信很少有能能做出这样的车,大多做出来的都是三只脚着地的八仙桌而已。
2. 你想要车上的哪三个点在过弯的时候和轨道接触,就尽量让重心的“投影”落在这个三角形内。
当然,一个动力轮着地是必须的,其他两个点可以是两个导轮,也可以是一个导轮和一个第三轮;
所谓的第三轮抬起,无非就是利用两个导轮和动力轮形成一个三角形,并让重心“投影”在其内,并且其他接触点不穿过这个三角形所在的平面。
3. 实现以上这一点,你理解为是什么力我想并不重要了。
至于这个重心的“投影”之所以要打引号,是因为在弯道由于离心作用,把车静止看待的话是处于一个非惯性系当中;
这个时候重力不再是竖直向下,而可以近似为水平向轨道圆心外(取决于你过弯的车速,越快越水平,车速为零时才是竖直)
1.在过弯的时候(先不讨论抬脚与否),我一直认为是只有弯道反方向的前导轮与弯道方向的后导轮和轨道壁接触。即在过左弯的时候是右前导轮以及左后导轮和轨道壁接触,反弯则调换。这个时候在我的理解内是只有5个接触点,即你说的“趋势点”
2.以我的理解来看的话,那两个接触轨道的导轮是无论不会形成偏离轨道的情况,只要车还是在过那个方向的弯。这时候要讨论的是三轮抬的是哪一只脚。你说一定得有一只动力轮着地,我也是这么看的。这个时候另一向的轮子则会悬空,车子发生侧斜。而为什么第三轮在此作用下会发生抬起现象呢?而不是单纯的随着车身发生一点侧斜?
1. 传统意义上的轨道车(抬脚车)共8个导轮,请使用空间概念想象这个空间三角形。
2. 车过弯道由于受到比自身重力大40倍以上的离心作用,是单侧导轮和弯道外侧轨道壁接触,一般不会产生两侧同时接触的情况。
从一开始我就认为轨道车是如上面我所讲的过弯形态。
小花你所讲的靠单侧导轮来实现过弯,我认为那样的前提是并非导轮来让车转弯才能实现。就像公路上跑的车,要先靠轮子提供转弯的趋使,然后车才会整体由于离心力向一侧倾斜,假如在真车上装上导轮,才是单侧导轮接触轨道。
而轨道车过弯是轨道壁对车身上导轮一种路径不协调情况的体现。当轨道车由直线跑到弯道入口处时,轨道壁已经不能再容忍轨道车继续着先前的行车路线,这时如果是向左转,那么是右前导轮最先与轨道壁发生挤压,迫使轨道车做出向左的趋势,而车因为惯性还是会在轨道宽度所容许的范围内尽量保持着偏向于入弯前的方向,很容易想象出此时的轨道车并没有因为离心力而完全偏离了内侧的轨道壁。于是出现了车身中心线与轨道中心线相交的情况,即它们并不是你所说的情况所代表的相切,而是相交了。
很有趣的讨论.
小花在上面提到的两种过弯的姿态都是以三点接触跑道的模式,即:一个动力轮着地,其他两个点是两个导轮,或是一个导轮和一个第三轮;但这两种方式是否真的能让车子在轨道中保持住平衡,即这是否是一种稳固的过弯姿态.
轨道车在弯道中要受到大约35~40G的加速度,在如此大的力的作用下,车子处于一个非惯性系当中,这个时候重力方向近似为水平向轨道圆心外.这个极大的作用力应使反向于弯道方向的四个导轮全部紧贴在外侧的跑道壁上,而弯道内侧的动力轮在一个很小的重力分量的作用下压在地面上,成为维持这种姿态的动力输出,当然这时四个导轮是否能够全部接触跑道壁还要看车子的精度,这就回到了上面讨论的八仙桌桌腿着地的问题了.不过考虑到跑道的形变,大部分车子的结构也不会偏离的这么离谱,所以四个导轮应该都是接触跑道壁的,并且这个压力也远远大于轮胎对地面的压力.
所以我觉得对于三轮车应该是5点接触跑道的行走姿态,而四轮应该就是6点接触.不过这都是在车子尺寸精度较高的情况下考虑的,而且也没有考虑形变所带来的影响.不正确的地方请各位指正.
以上二位所言我觉得都有其客观的一面
四足箭你所说的是入弯情况,可能的确是有左右同时接触轨道壁的时刻;
但是请时刻记住惯性只存在于不受外力的情况下,如果水平受到40个G以上外力的时候,车很快会产生横向移动而紧贴于轨道壁。
而天行者sky所认为到底是几个点和轨道接触,则完全是个人爱好的问题了;
所以,曾经有“高手”强调轨道车导轮的精度要达多少多少,车身要做到多硬,无非就是为了把这些变数控制在最小的范围内,从而实现自己预先设定的接触点数目。
当然,要做到4个导轮同时触壁,难度和八仙桌四个脚同时触地类似。
不过总体来讲,在车体强度足够的情况下,对于三轮车,选定三个“有效接触点”来设计重心,是比较合理的方式。
就算实际接触的点大于三个,其他点也会因为“本来应该悬空”而受到相对较小的作用力。
论坛里很久没有这样的技术方面的讨论了啊,顶一下~
确实如小花所说,就算是四个导轮同时接触跑道壁,它们所分担的压力也各不相同.但是只由两个导轮和一个动力轮所组成的三点接触的姿态似乎并不能稳固.
由于跑道的轻微晃动和形变,加上马达工作时无法避免的一定程度上的震动,还有导轮轴承精度的影响,使车子在弯道中应该时刻处于震动和不稳定状态,这使得只由三点接触的形式显得有些像在悬崖边上踮着脚尖走路一样,应该不是一个很平稳的姿态.所以由两个导轮和一个动力轮分担主要压力,其他的导轮分担较少的压力并起到支持和平衡的作用,就像上楼梯时手扶扶手一样.才应该是实际的状态.
而之前我所说的四个导轮同时接触跑道的情况,只是自己感觉比较理想和稳定的过弯姿态,属于理想情况.但是归根结底,应该让重心的投影落在主要接触点所构成的平面内,这一点应该是大家公认的.
至此我又想到了关于这些接触点压力分配的问题.即我的原则是:让这个压力尽量多的转化为轮胎对地面的压力,而非导轮对跑道壁的压力,不过这个应该是众位高手早已经研究过的了吧.这个是后话,等以后在慢慢展开吧.
以上的观点如果有错误和不足,还请大家不吝赐教~
从入弯开始,到出弯,这一段时间中,轨道车的前导轮都处在和轨道壁挤压的状态下。车头始终都是车身中最先受到转弯的力量趋使的地方,入弯一开始车身就不和轨道平行,而是出现了一定的夹角,这就要视频轨道的宽度和轨道车的宽度的差来定这个夹角的大小了。
而这个时候夹角的出现并不是因为车改变了行进的方向,而是因为轨道的延伸方向不是刚才那条直线了,出现了弯曲。在轨道壁对车产生了转弯的力量后,车还是保持着车身行进方向不变,车子出现转弯了,但我理解的转弯是横向的扫过去,而不是贴在外侧顺畅的跑动。也就是说,在过弯的时候车身和轨道一直保持着一定的夹角。
有四足箭的这种理解的玩家在我们这里也有很多,其中还有很多为了减少四足箭在上面提到的这种夹角采取了加长前后导轮之间距离的方法,结果得不偿失,使过弯的阻力更大了.
四足箭车友是否考虑过在过弯过程中车子所受的力的作用?40G的向心加速度是何等概念啊.在如此大的力的作用下,车子已经无法控制住自己,而完全要靠跑道壁来提供一个力以平衡离心作用,而这也就是为什么轨道车看起来要比f1,GT,DTM等真实赛车刺激,速度也快得多的原因,因为真车完全要靠轮胎提供向心力,所以注定不能像轨道车一样如此高速下过弯.而四足箭前面所说的姿态应该只适合车速很慢的车子.因为这些车子所需的向心加速度比较小,而此时轮胎对地面的正压力比较大,仅靠轮胎已经能提供这个向心力.而这种行走姿态下,能提供这个向心力导轮就只有前导轮了,很明显这时的导轮不可能提供出很大的力,所以高速的车子就会失去控制的向外甩出,这种情况就类似于飞车.直到后导轮也接触外侧跑道壁时,前后导轮两个支撑点便提供出了比刚才大很多的力,使车子能够沿弯道方向行驶.
这样说应该就能说明对角导轮接触跑道的过弯姿态是站不住脚的了吧.如果有不同的意见还请四足箭和各位车友提出.
看来已经有人先我解释了,呵呵,不多说,理解这个姿态再说。
如果车那么自然就能“保持夹角”过弯,目前真车比赛的车速可以上好几个档次了;
真车过弯减速的目的就是为了防止被强大的离心作用“甩”出去。
我承认在过弯的时候会有很大向心力,这是不可否认的。
但我要说的是,轨道车在过弯的时候完全是处于一种被动的状态下。概括来说,就是车过弯是因为外力的作用而使车身在没有对齐跑道的时候以一定的夹角向弯道方向被动的前进。也就是说车的轮子和前进的方向也是出现了一定的夹角,车前进的方向和动力输出也是出现了和那个角度同样大小的夹角。
我也解释不了在如此大的向心力下为什么车还能保持稳定的状态。或许问题就出在主动过弯和被动过弯上。具体来说就是说,车子是靠轮子来提供过弯的力还是靠轮子外的东西(例如导轮)提供。
这里面没什么玄妙的,不要想多:
主动过弯,由地面提供过弯所需要的向心力;
被动过弯,由轨道壁提供过弯所需要的向心力
以轮胎着地点为参照点,分析车体水平面上的力矩分布,假设向左转弯:
如果只有右前导轮受到轨道壁作用提供向心力,左后导轮也接触轨道,提供离心力来“平衡”车体,那么整车受到的力矩全是顺时针。
除非你的轮子位于所有导轮前,否则车体在这种情况下不会平衡,发生旋转;
直到右后导轮也接触轨道壁提供向心力,才会有逆时针力矩出现。
所以,传统意义上导轮和轮胎分布的轨道车,是不会出现如你所说的“夹角过弯
”形态的,而总是“紧贴过弯”
引用小花在2007-5-26 16:11:25的发言:请问小花花?投影指的什么?
虽然可能有些小问题,但大方向基本可以,如果能理解这些,再看轨道车的问题会很简单:1. 轨道车在弯道“理论上”和轨道面有7个接触“趋势点”,分别是3个轮子和单侧的4个导轮。
这7个点和轨道同时接触,比瘸脚八仙桌4脚着地要难上很多。
我相信很少有能能做出这样的车,大多做出来的都是三只脚着地的八仙桌而已。2. 你想要车上的哪三个点在过弯的时候和轨道接触,就尽量让重心的“投影”落在这个三角形内。
当然,一个动力轮着地是必须的,其他两个点可以是两个导轮,也可以是一个导轮和一个第三轮;
所谓的第三轮抬起,无非就是利用两个导轮和动力轮形成一个三角形,并让重心“投影”在其内,并且其他接触点不穿过这个三角形所在的平面。3. 实现以上这一点,你理解为是什么力我想并不重要了。
至于这个重心的“投影”之所以要打引号,是因为在弯道由于离心作用,把车静止看待的话是处于一个非惯性系当中;
这个时候重力不再是竖直向下,而可以近似为水平向轨道圆心外(取决于你过弯的车速,越快越水平,车速为零时才是竖直)