Устойчивость мотоцикла

Устойчивость мотоцикла это его способность сохранять направление движения при различных небольших воздействиях окружающей среды - например, порыв ветра или кочка на дороге. Если устойчивость движения нарушена, то руль будет независимо от действий водителя перемещаться из стороны в сторону. Хороший мотоцикл при правильной регулировке на ровной дороге дает необходимую уверенность.

Двухколесный мотоцикл не может стоять на месте - его устойчивость напрямую зависит от движения. В физике это называется гироскопическим эффектом. Поворот на таком мотоцикле это комплекс действий, при которых необходимо не только повернуть руль, но и наклониться в сторону поворота на нужный угол. Вы не сможете повернуть, зафиксировав мотоцикл в вертикальном положении. При таком повороте контакт колеса с дорогой сместиться, а вместе с ним сместиться и центр тяжести. Это приведет к образованию движущей силы наклона и мотоцикл опрокинется.

При движении по окружности, часть которой является поворот, возникает центробежная сила, и наклон мотоцикла является силой, противодействующей центробежной, что и обеспечивает устойчивость мотоцикла на повороте. Чем больше скорость, тем больше центробежная сила и тем более сильный наклон необходим для преодоления поворота. При очень низкой скорости поворот возможен практически без наклона.

Задача мотоциклиста на повороте состоит в том, что бы его действия были направлены на удержание мотоцикла от опрокидывания. При этом предельная скорость ограничена сцеплением колес с поверхностью дороги. При превышении центробежной силы над силой сцепления мотоцикл теряет устойчивость и падает. Если на мотоцикле установлен круизер или самодельный чоппер, то даже при повороте руля на небольшую величину точка контакта колеса с дорогой смещается на большую величину, что создает большую центробежную силу и опрокидывание более вероятно.

Практика показывает, что на устойчивость двухколесного ТС оказывает большое влияние его исправность. Одно из основных правил - исправность поворота руля - ему не должны мешать никакие факторы. Даже минимальная неисправность может привести к неустойчивости мотоцикла на повороте. Износ рулевых подшипников у мотоцикла солидного возраста влияет на одноколейность движения, что недопустимо. Это может возникнуть и при деформациях рамы, маятника или вилки, неточной регулировки натяжения цепи или неискусно проведенной починки колес. Потеря одноколейности, а вследствие этого и устойчивости двухколесного мотоцикла возможна и при неравномерной нагрузке или сильном боковом ветре.

Следует всегда иметь в виду, что устойчивость мотоцикла-одиночки во время движения во многом определяется опытом водителя. Чем лучше у водителя развит вестибулярный аппарат и зрение, чем больше практика вождения, тем вернее приемы управления и тем больше может быть скорость безопасной езды. Безусловно, что трех-четырех колесные мотоциклы обладают собственной статической устойчивостью и более безопасны при движении.

Боковое колесо мотоцикла с прицепом устанавливают под небольшим углом, не более 5 град, что обеспечивает компенсацию стремления поворота мотоцикла в сторону прицепа вследствие неравномерной загрузки. Так же необходим наклон прицепа на такой же угол, что обеспечивает возникновение момента силы тяжести относительно оси руля. При правильно установленных углах схождения и развала мотоцикл наиболее устойчив и может осуществлять прямолинейное движение без использования рук водителя.

Трех- и четырехколесные мотоциклы в поведении на поворотах существенно отличаются от двухколесных. У них нет возможности отклоняться в сторону, и вследствие этого происходит перераспределение нагрузки между колесами. Для смещения силы тяжести водитель может перемещать свое тело. Перенося свой вес или вес пассажира внутрь поворота, и увеличивая этим нагрузку на внутреннее колесо, мотоциклист увеличивает устойчивость при повороте в сторону коляски. Такой прием используют опытные мотогонщики.

При повороте мотоцикла в сторону, противоположную прицепу на устойчивость влияет сила инерции. Она увеличивает опрокидывающий момент, так как направлена в одну сторону с центробежной силой. При сложении двух сил возникает равнодействующая, которая и дает возможность опрокидывания по оси. Ускорение хоть и уменьшает вероятность падения, но увеличивает вероятность заноса мотоцикла. Если трехколесный мотоцикл оснащен механизмом привода к боковому колесу, то он более управляем и устойчив.

Из всего вышесказанного следует вывод, что при движении любого мотоцикла коэффициента трения между колесом и дорожным покрытием определяет скорость движения на повороте и величину минимально допустимого радиуса поворота.

Материалы: http://motoinstructor.ru/articles/vojdenie-motosikla/ustoychivost-motosikla.html

Мотоцикл, как и любое тело, движется в соответствии с законами физики. Плохо, если вы пропустили этот раздел в школе. Тогда бы у вас не возник вопрос о том, как правильно переворачивать – простите за ошибку – поворачивать на мотоцикле, или как делать поворот, который закладывают. Мы восполним этот пробел. Ответы на эти вопросы просты. Силы, двигающие мотоцикл, сделают все за вас. Задача райдера – смотреть вперед и чувствовать байк.

Когда байк едет прямо на него воздействует сила тяжести, перпендикулярная полотну дороги. Когда мы поворачиваем руль, мы создаем силу, направленную в сторону условного центра, вокруг которого совершается поворот. Это сила называется центростремительной. Ее направление – перпендикулярно вектору движения байка.

Если бы центростремительная сила воздействовала без силы тяжести, то мотоцикл бы в миг перевернулся. Но сила тяжести выравнивает центростремительное ускорение, создавая результирующую силу, которая проходит от центра масс байка и райдера к пятну соприкосновения с полотном дороги. Эта сумма сил автоматически наклоняет байк в сторону поворота, предотвращая опрокидывание. Проще говоря, находясь в дуговом движении, мотоцикл балансирует между постоянной силой тяжести и временно созданным центростремительным ускорением.

Соответственно, чем больше будет центростремительное ускорение, тем на меньший угол к дороге закладывается мотоцикл (т.е. получается больший угол наклона). При слишком крутом повороте, резком торможении или газе центростремительная сила настолько велика, что она не выравнивается силой тяжести. В результате мотоцикл уходит в занос, теряет сцепление с дорогой и опрокидывается.

Чтобы заложить мотоцикл в повороте нужно:

• развить скорость;
• войти в поворот;
• использовать контрруление;
• придерживаться траектории;
• работать газом;
• отклониться телом (при необходимости).

Вам никогда не приходило в голову, почему едущий мотоцикл устойчив, а стоящий в покое – падает? Устойчивость мотоциклу придает гироскопический эффект, создаваемый вращающимися вокруг своей оси колесами. Колеса являются мощным гироскопом по типу детской юлы. Помните, как по мере остановки вращения юла увеличивает свою «раскачку» и постепенно теряет устойчивость. А как только юла останавливает вращение, она тут же теряет равновесие и падает.

Примерно также ведет себя и мотоцикл. Гироскопический эффект, образующийся от высокой скорости вращения колеса, стабилизирует положение байка. То есть высокая скорость делает байк устойчивым в повороте. Поэтому чем выше скорость, тем более крутой поворот реально сделать. Следует учитывать, что одновременно с повышением устойчивости мотоцикла уменьшается его маневренность, и им становится сложнее рулить.

Контрруление – это единственно верный способ управления байком в дуговом движении. Оно использует силу, результирующую центростремительную и притяжения, и гироскопический эффект, создаваемый колесами.

Суть контрруления: совершая поворот, мы толкаем от себя ту рукоятку руля, в сторону которой мы поворачиваемся. И наоборот: вытягивая на себя рукоятку руля в сторону поворота, мы изменим направление поворота.

На принципе контрруления построено удержание равновесия на низких скоростях, когда гироскопический эффект не оказывает достаточной стабилизации. В этих случаях мы инстинктивно выворачиваем руль в сторону вероятного падения. В результате двухколесный друг отклоняется в противоположную сторону, и равновесие сохраняется.

Традиционно траектория гоночного поворота предполагается наиболее выпрямленной с максимально большим радиусом. Это позволяет сохранять адекватный и безопасный наклон к дороге.

Такая траектория состоит из следующих этапов:

• следование по внешней стороне трассы;
• резкий заход в поворотную дугу в направлении апекса на внутренней стороне трассы;
• из апекса плавный выход из дуги снова на внешнюю сторону трассы.

Чтобы вписаться в поворот, нужно видеть траекторию движения на несколько секунд вперед. Подъезжая к повороту, вы должны видеть не только точку съезда на апекс, но и сам апекс. И далее – подъезжая к внутреннему апексу, вы должны иметь представление о траектории выхода из поворота.

Естественно, приведенная выше конструкция идеальна. В реальной жизни на траекторию влияет масса факторов: естественные препятствия, другие мотоциклисты, погодные условия, степень освещенности и т. д. Все они вносят коррективы при дуговом движении транспортного средства.

Мотоцикл в движении имеет разную площадь соприкосновения колес с дорожным полотном. У заднего она больше, чем у переднего, т.к. оно является ведущим и испытывает большую нагрузку. Соответственно, заднее колесо имеет лучшее сцепление. Но при прохождении поворота в силу разных причин происходит изменение развесовки между колесами.

Это чревато потерей управления:

• Резкий газ приведет к заносу и перевороту.
• Торможение станет причиной перегрузки переднего колеса. Возникнет сила, выводящая мотоцикл из поворота. Снижение гироскопического момента приведет к потере устойчивости и падению.
• Выжимая сцепление, поворот можно пройти, но делать этого не стоит.

Правильной тактикой будет дуговое движение с ускорением. То есть, войдя в траекторию, нужно периодически плавно открывать газ, чтобы в меру загружать заднее колесо. Так, немного увеличивая скорость, мы избежим заноса, повернем быстро и безопасно.

Из всех рассмотренных выше элементов, влияющих на поворот, отклонение райдера в ту или иную сторону будет иметь наименьшее значение. Мотоцикл значительно тяжелее мотоциклиста, центр тяжести всей системы смещен вниз. Наклоном корпуса можно отклонить только очень легкий мотоцикл – и даже в этом случае это воздействие происходит медленнее, чем это требуется. Общее правило: мотоцикл в повороте в основном реагирует на рулевое усилие, а поза тела вторичны.

Совет: всегда старайтесь поворачивать, держа корпус ровно, используйте наклон в сторону, противоположную повороту, чтобы быстрее наклонить мотоцикл.

Вторично – это не значит, что влияние наклона тела отсутствует вовсе. Это значит, что в зависимости от веса райдера и массы байка наклоном тела можно изменять угол наклона байка в повороте на 3-6°C; (либо увеличивать/уменьшать скорость с сохранением угла наклона). Что, в общем, немного, но может быть полезным в качестве легкого «тюнинга» поворота.

Соответственно, если мы смещаем центр тяжести системы байк-райдер в одну сторону, то мотоцикл под действием совокупности сил выравнивается в противоположную. То есть если мы хотим уменьшить угол наклона, то мы отклоняемся в сторону наклона. Если увеличить – то в сторону, противоположную наклону байка.

Как правильно выбрать свой первый мотоцикл?

Квадроциклы и мотоспорт: какие бывают трюки?

Выбираем экипировку для квадроцикла правильно

Я только начинаю ездить на мотоцикле, сильно не разгоняюсь, но технику поворота стараюсь выполнять правильно.

Еще обещают улучшить работу основной двойной камеры AGM X1, что позволит делать снимки более резкими и быстрыми.Думаю будет возможность запечатлеть крутые повороты.

Материалы: http://zextrem.com/motor/moto/povorot-na-motocikle.html

Теория устойчивости мотоцикла по научному

Устойчивостью называется способность мотоцикла во время движения при небольшом внешнем воздействии (от неровностей дороги, порыва ветра и т. п.) сохранять заданное водителем направление. При неустойчивом движении мотоцикла руль начинает рыскать из стороны в сторону. Хороший критерий устойчивости — возможность езды «без рук», что на правильно сконструированном и отрегулированном мотоцикле не представляет труда даже для начинающего водителя.

Устойчивость двухколесного мотоцикла связана с движением — он не может стоять на месте сам, как трех- и четырехколесный мотоцикл или автомобиль (речь не идет об использовании подставки). На малых скоростях устойчивость мотоцикла зависит от опыта водителя и техники управления. С повышением скорости конструкция исправного мотоцикла сама обеспечивает устойчивость движения за счет действия так называемого гироскопического эффекта.

Гироскопом называют всякое твердое тело, имеющее форму тела вращения, ось вращения которого совпадает с осью симметрии. Наиболее мощные гироскопы на мотоцикле — колеса с шинами.

Поворот на мотоцикле-одиночке — это всегда сочетание нескольких режимов, в которых водителю приходится действовать не только рулем, но и «газом», тормозами и при этом наклонять тело вместе с мотоциклом на определенный угол. Невозможно пройти поворот с зафиксированными органами управления. Рассмотрим поворот мотоцикла, движущегося по дуге окружности с постоянной скоростью. Что происходит при повороте?

Если поворачивать руль, не нарушая вертикального положения мотоцикла, из-за вылета передней вилки пятно контакта шины сместится относительно продольной оси и центра тяжести (рис. 1.5). Вследствие этого появится сила, которая стремится наклонить мотоцикл в сторону поворота (момент этой силы называют опрокидывающим).

Рис. 1.5. Смещение пятна контакта шины из-за вылета передней вилки: В — точка касания колеса поверхности дороги при движении прямо; B1 — точка касания колеса при повороте руля; А — точка пересечения продолжения оси рулевой колонки с поверхностью дороги; АВ — вылет передней вилки.

Когда водитель поворотом руля задает отличную от прямой траекторию и мотоцикл начинает двигаться по ней, появляется центробежная сила. Если ей ничего не противопоставить, она опрокинет мотоцикл в сторону, противоположную повороту. Момент, вызванный действием центробежной силы, называется удерживающим.

При движении с малой скоростью центробежная сила, зависящая от квадрата скорости, настолько мала, что компенсируется эффектом смещения центра тяжести (из-за вылета вилки). Таким образом, плавно повернуть на малой скорости можно без наклона мотоцикла. С возрастанием скорости центробежная сила увеличится, и для ее компенсации мало эффекта смещения центра тяжести, потребуется дополнительный наклон мотоцикла (рис. 1.6).

Рис. 1.6. Силы, действующие на мотоцикл-одиночку при повороте: Y- вертикальная составляющая опорной реакции колеса; Z — поперечная составляющая опорной реакции колеса; R1- результирующая опорной реакции колеса; Rz — результирующая центробежной силы и веса мотоцикла; G — вес мотоцикла с водителем; Рс — центробежная сила; B — угол наклона мотоцикла.

Задача мотоциклиста сводится к тому, чтобы своими действиями вовремя сочетать влияние удерживающего и опрокидывающего моментов, создавая желаемую траекторию и скорость. Ограничивает предельную скорость сцепление покрышек с дорогой или грунтом. Как только центробежная сила, зависящая от радиуса поворота и скорости, превысит силу сцепления шин с землей, мотоцикл с водителем уйдет на больший радиус и потеряет устойчивость. То есть произойдет падение.

Если у вилки большой вылет (круизер или самодельный чоппер), то при небольшом повороте руля пятно контакта шины с дорогой смещается в сторону от оси на большую величину, чем у обычных мотоциклов (рис. 1.7). Поэтому вес, приложенный к центру тяжести, создает больший опрокидывающий момент, направленный в сторону поворота.

Рис. 1.7. Различие величины вылета вилки АВ у дорожного мотоцикла (а) и круизера (б).

На поведение мотоцикла в повороте оказывает влияние и гироскопический момент: он стремится повернуть переднюю вилку в сторону крена (рис. 1.8). Это явление имеет важное значение для управления мотоциклом.

Рис. 1.8. Влияние гироскопического момента на движение мотоцикла в повороте.

Повлиять на гироскопические моменты мотоциклист почти не может, если не считать возможности замены легких шин на тяжелые — чем тяжелей колесо, тем сильнее вызываемый им стабилизирующий эффект, в результате устойчивость мотоцикла несколько улучшится. Однако при этом ухудшатся другие важные показателя мотоцикла: динамика разгона и торможения, способность быстрого маневрирования, повысится расход топлива. Амортизаторы будут не в состоянии справляться с увеличившейся нагрузкой и возрастет тряска, а значит, снизится и устойчивость.

На практике устойчивость мотоцикла-одиночки в значительной степени определяется его исправностью. Ничто не должно мешать равномерному повороту руля. Даже небольшое заедание в подшипниках способно ухудшить управляемость. Ведь чем туже поворачивается руль, тем труднее совершать им точные движения. Если руль двигается скачками, то из-за этого мотоцикл будет «рыскать» из стороны в сторону. У мотоциклов с солидным пробегом могут быть изношены рулевые подшипники. Устойчивость заметно ухудшается, если мотоцикл утрачивает свою одноколейность, когда заднее колесо не идет строго по следу переднего (рис. 1.9). Такая неисправность возникает из-за неправильной регулировки натяжения цепи, при деформациях рамы, вилки или маятника. Возможна она и после неумело проведенного ремонта колес. Устойчивость снижает также неправильная (асимметричная) загрузка (рис. 1.10) или боковой ветер.

Рис. 1.9. Потеря мотоциклом одноколейности.

Важно запомнить, что устойчивость движущегося мотоцикла-одиночки во многом зависит от водителя. Чем больше его ездовая практика и правильнее приемы управления, чем лучше развиты органы зрения и вестибулярный аппарат, тем выше может быть безопасная скорость управляемого им мотоцикла. Мотоциклы трехколесные (в том числе с боковым прицепом) и четырехколесные обладают статической устойчивостью (плоскость задается тремя точками): трех колес (а четырех тем более) достаточно для устойчивости при остановках. Более устойчивы такие мотоциклы и при движении по скользким дорогам.

Рис. 1.10. Наклон мотоцикла для компенсации асимметричности загрузки.

У мотоциклов с боковым прицепом в результате действия силы сопротивления качению бокового колеса при движении по прямой возникает момент относительно точки касания заднего колеса с дорогой, который стремится повернуть мотоцикл в сторону прицепа. Для компенсации этого момента боковое колесо устанавливают таким образом, что оно повернуто на небольшой угол (2-5°) в сторону передней части мотоцикла (рис. 1.11). Это заставляет боковое колесо катиться с боковым проскальзыванием, но уменьшает момент, который стремится повернуть мотоцикл. Кроме того, мотоцикл устанавливают с наклоном от прицепа на 2-5°, что вызывает появление момента силы тяжести относительно оси рулевой колонки, также противодействующего повороту мотоцикла. При правильно выбранных углах, первый из которых называют углом сходимости, а второй — углом развала, мотоцикл может двигаться по ровной дороге «без рук».

Рис. 1.11. Углы установки колес мотоцикла с коляской.

Движение трех- и четырехколесных мотоциклов на повороте отличается от движения мотоцикла-одиночки. Они не могут наклоняться в сторону поворота, поэтому во время поворота происходит значительное перераспределение нагрузки между колесами. Для мотоцикла с боковым прицепом при повороте вполне возможно такое положение, когда одно из внутренних (относительно поворота) колес полностью освободится от вертикальной силы. В этом случае, если водитель не примет экстренных мер, произойдет опрокидывание мотоцикла вокруг оси, проходящей через точки касания наружных колес с дорогой.

При увеличении колеи повышается устойчивость трех- и четырехколесных мотоциклов против опрокидывания как для левого, так и для правого поворотов. Снижение высоты центра тяжести увеличивает устойчивость при поворотах в обе стороны. У мотоциклов с боковым прицепом смещение оси бокового колеса вперед относительно оси заднего колеса увеличивает устойчивость при повороте в сторону бокового прицепа. Величина этого смещения обычно находится в пределах 100 — 250 мм.

При прохождении поворотов на трех- и четырехколесных мотоциклах водитель, не имея возможности наклонять сам мотоцикл, может влиять на положение центра тяжести, смещая свое тело. В этом заключается различие между техникой управления автомобилем и трех- и четырехколесными мотоциклами. Для повышения устойчивости мотоциклов с боковым прицепом и четырехколесных против опрокидывания опытные водители в гонках используют такие приемы езды, при которых их вес (особенно пассажира коляски) переносится внутрь поворота, увеличивая тем самым реакцию на внутреннее колесо.

На устойчивость мотоцикла с боковым прицепом на повороте в сторону, противоположную коляске, оказывает влияние сила инерции, которая возникает во время разгона или торможения. Торможение способствует опрокидыванию, так как сила инерции, возникающая при торможении, направлена вперед и, складываясь геометрически с центробежной силой, дает равнодействующую, увеличивающую опрокидывающий момент вокруг оси, проходящей через точки касания с дорогой переднего колеса и колеса коляски. Ускорение уменьшает вероятность опрокидывания, но способствует возникновению заноса.

Таким образом, величина допускаемого радиуса поворота и скорости движения для мотоцикла с боковым прицепом, как и для мотоцикла-одиночки, зависит от коэффициента трения между шиной и дорогой при боковом скольжении.

По-иному движется мотоцикл с механизмом привода к колесу бокового прицепа. В этом случае увеличивается устойчивость против заноса и улучшается управляемость. Тяговая сила на третьем колесе уменьшает стремление мотоцикла к повороту в сторону бокового прицепа. Улучшается и проходимость мотоцила.

Материалы: http://motokrd.ru/upravlenie-motom-motoshkoly-instruktory/ustoichivost-motocikla.html