作者ChengPingYu (拥有超跑不是梦)
看板bicycle
标题Re: [问题] 轮组惯性问题
时间Mon Jan 5 12:38:53 2009
※ 引述《roller (邦)》之铭言:
: 说的好! 这样才像是在讨论
我也觉得这样比较像是在讨论.
: 没错太灵活不是好事 灵活度过高就是不稳定
: 但是 我们会有灵活度过高这个问题吗?
我把我先前的文字再引述一次(因为我後来有修改内容,希望更清楚描述):
灵活性也不是愈高愈好.
惯性/转动惯量趋近零的车子很容易摔倒.只是现实生活中还没办法做到那麽轻.
而且毕竟骑士也是有质量的(还是在最高点).
二轮车转向时,只依靠轮胎跟地面的抓地力,很容易就会打滑.
你可以试试看:在极低速快转把手.前胎很可能打滑,只是还不至於摔车.
在高速时要快速倾倒车身,用"转动惯量守恒原理"辅助会安全得多.
(这一点我就不多解释了,毕竟板友应该是以休闲为主;专业工程师则更不需我多言.)
这样一来,在安全的前提下,稳定性跟灵活性反而不完全是冲突的了.
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
: 我觉得 (从这一行开始离开科学 我得用我觉得了) 没有
有些菜鸟网友,用科学辩不过人家,就说人家拿出三神器.
其实这三神器才是高阶的经验分享.菜鸟的"我觉得"跟高手的"我觉得"意义完全不同.
: 有听过嫌 Dura-ace 变速太顺太灵活了 比较喜欢 Tiagra 吗?
: 有听说 Lew 太轻了 改用 Xero 吗?
: 我自己是用 1450 g 的 clincher 不管在什麽样的情况下 我都没有觉得它太灵活
: (当然 我没用过 Lew or Lightweight 所以我也没用过全世界上最 "灵活" 的轮组 )
: 如果还离太灵活很远 就没有意义追求更稳定~
: ------
: 其实拿惯性高来说有助下坡打从一开是我就觉得是没有意义的
请注意:"惯性"跟"转动惯量"是两个不同的东西!
如果你一直跳到"惯性"去想,就算想破头也想不出答案的.
不论"惯性"高低,重力加速度就是那个样子,自由落体时比较重的东西不会先落地.
(先不考虑风阻)
可是"转动惯量"高的东西不容易摔倒!!
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
陀螺不转的时候一下就会摔倒(根本站不直),可是高速旋转时可以站很久.
这就是陀螺仪效应最基本的现象.
"请注意,同一个陀螺,质量是一样的,差异在於转动惯量"
现在讨论的重点是"转动惯量"而非"质量".
转动惯量大可以比较稳定,指的是给予操作者较长的反应时间去控制.
太灵活指的是操作者必须在极短时间内作出正确的操作反应,否则就会失控.
一般来说,会嫌车子不够灵活的人大都是有经验的操作者,很习惯短时间做出正确的操作.
: 下坡快慢主要是被 选线 平衡感 注意力集中... etc 所影响
: 惯性高低影响极低 反而是低惯性有助上坡
: -----
: 离题一下
: 其实零件的影响极低
: record 和 veloce 差 500g 占人加车(65 kg + 7 kg) 的 0.7%
: 就算是 9kg vs 6 kg 的车 也才占 4% 的总重量
: 太多车友过度夸饰了零件的影响
4%的总"质量"差异,可以造成多少%的"转动惯量"差异?(同速度时)
单车上主要有三个东西(总成)会转:前轮/後轮(含後齿)跟BB(含前齿)
而半径最大的地方是轮胎.
我手边没有这些零件质量/尺寸的数据,不过可以推算一下:
(如果你有详细的数据,就可以代入做出精确的计算)
BB有时候不转,而且转得也慢,就不计算好了.
为了简化,前後轮当成一样,省略掉後齿的重量.
令轮半径为R,而平均质量半径为r(R>r),则一轮的转动惯量为I=mr^2(omega)
两轮当然就乘2,一辆车的总转动惯量是2I
现在我们把4%的质量加在最外圈(R)上.
转动惯量变成2I+2(0.04)mR^2(omega)
然後通通转换成I,来看差异量.
这时候就要估计了.因为我没有足够资料,所以假设r=0.8R或是反过来,R=1.25r
以上的式子变成:
2I+2(0.04)m(1.25r)^2(omega)
=2I+2(0.04*1.25*1.25)mr^2(omega)
=2I+2I(0.0625)
所以增加了6.25%的转动惯量.
我估计的r=0.8R如果用更小的数字去代,差异会更大.因为那是平方的差异.
但我不是相关的工程师,没有数据可以算.
但在这里就可以看出,这4%可以是关键的少数--只要工程师把它放对地方.
转动惯量的差异可以在小幅增加质量的状况下大幅增加稳定性.
而在纯下坡的高速比赛中,质量根本不是问题.(当然对上坡会有影响)
除此之外,适当的前後轮转动惯量是可以增加灵活性的!
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
利用陀螺移效应的逆操舵转向手法,在机车已是行之有年的驾驶技术.
当然,这个量不能大到车手用力转把手都转不动,
但量太小时却会变成转起来很轻,可是车子不会倒(二轮车必须倾倒过弯).
这个量要多少?就必须要由车手的三神器(我觉得,我感觉,我认为)来决定.
举个GP125的例子,一个框大约是2.5kg左右,直径17'.轮胎大约3.x kg.
这在机车里算最轻的了.
竞赛操作速度一般都在70~150km/h区间,由车身直立到膝盖碰地时间约0.8~1.0 sec.
0.8是GP等级的车手,1.0就算是入门者而已了.
一个弯差0.2秒,一场比赛下来累积的时间差会吓死人.
: 说什麽 force 用起来 感觉比 rival 顺很多 (你知道他们结构一模一样吗?)
: 说什麽 TCR Advanced SL 钢性明显得感觉比 TCR Advanced 高
: (你知道 Giant 自己说 "... is 5 percent less rigid up front and only 9 percent
: softer in drivetrain stiffness" 吗?)
: 当然可以说变速的手感不一样 我如果专心去体会当然也会体会出来
: 不过如果有真的体验过骑车的感觉 那种人车和一 榨乾自己所有力气 的感觉
: 就知道 components play aboslutely no part in it
: 当我专心骑车的时候 跟本没空去讲究这个惯性钢性手感
: 这也是我为什麽喜欢 Offroad 的原因
: 如果地形够难 脑袋里除了要怎麽骑啥都不能想 可以忘记一切 活在 mtb 的世界里
: 我不是要否定用贵的零件 我也用很多顶级的东西
: 不过不是为了比较舒服 是为了面子和爽度 没办法 漂亮的东西总是比较贵
: 如果 Record 跟 Veloce 长的一模一样 如果 Pinarello 跟 Giant 长的一模一样
: 我一定会用後者
以上这些东西我没办法回应...因为我还没到玩那个境界.
--
超跑梦
///M Power
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 219.71.238.191
※ 编辑: ChengPingYu 来自: 219.71.238.191 (01/05 12:52)
1F:推 Furch:推 01/05 12:56
2F:推 MagicAustin:为什麽"把4%的质量加在最外圈(R)上"? 物理不懂@@; 01/05 13:18
3F:→ MagicAustin:整体转动贯量是2I+2(扣除轮子外的车重)mR^2(omega)吗? 01/05 13:19
4F:→ ChengPingYu:工程师可以加在旋转中心(0)的地方,也可以加在最外面. 01/05 17:35
5F:→ ChengPingYu:但是加在中心只有增加质量却无增加转动惯量,是浪费. 01/05 17:35
6F:→ ChengPingYu:实际上当然不可能"完全"加在中心或最外圈,只能尽量 01/05 17:36
7F:推 roller:我没有搞混惯性和转动惯量啊 xD 01/05 19:19
8F:→ roller:我说的惯性泛指 Inertia, including rotational inertia 01/05 19:20
9F:→ roller:基本上 moment of inertia, angular momentum, rotational 01/05 19:23
10F:→ roller:kinetic energy 都是相关的东西. 01/05 19:24
11F:→ roller:to speak of one is to speak of the other 01/05 19:25