Jarrutus

[Micael]

.
Niin ja renkaan ja radan välinen kitkakerroinhan voi olla yli 1.

Kitkakertoimen suurin mahdollinen arvo voi olla yksi.

Jarrutuksessa saavutettavan hidastuvaisuuden raja-arvo on sama kuin maan vetovoiman kiihtyväisyys eli 9,81 m/sek2, jos kitkakerroin voisi olla u=1 ja jarrujärjestelmän hyötysuhde myöskin 1.
Käytännössä tämän saavuttaminen on mahdotonta, sillä paraskin kitkakertoimen arvo jää alle yhden.

 

[Oho]

Kitkakertoimen suurin mahdollinen arvo voi olla yksi.

Jarrutuksessa saavutettavan hidastuvaisuuden raja-arvo on sama kuin maan vetovoiman kiihtyväisyys eli 9,81 m/sek2, jos kitkakerroin voisi olla u=1 ja jarrujärjestelmän hyötysuhde myöskin 1.
Käytännössä tämän saavuttaminen on mahdotonta, sillä paraskin kitkakertoimen arvo jää alle yhden.

No ei ole totta

 

[hannu^]

Juu ei niitä siinä 350-300 Km/h nopeudessa välittömästi lukkoon saa millään, kun ajatellaan millä voimalla siinä vauhdissa downforce painaa autoa maahan, mutta nopeastihan se vauhti laskeekin alle tuosta.

 

[Charlie]

Eikös parhaat kiihdytysautotkin riko tuon maagisen ykkösen, ja vieläpä kiihdytyksessä?

 

[Micael]

No ei ole totta

Kyllä vaan on.

Käyhän kertailemassa fysiikkaa ja kitkan sekä hidastuvuuden fysiikan lakeja ja niihin vaikuttavia voimia.

Lähde löytyy teknillisen fysiikan kirjasta, jonka ovat kirjoittaneet useat maamme johtavat teknilliseen fysiikkaan perehtyneet diplomi-insinöörit ja yli-insinöörit.

 

[bigbear]

1/4 maili joka on noin 402,25metriä 4.7 sekunnissa. Kiihtyvyys jopa 5.5geetä. Loppunopeus jopa 530 Noin siis Top Fueleissa.

Eli nopeus on noin 147m/s ja aikaa siis kuluu 4.7 jolloin keskimääräiseksi kiihtyvydeksi saadaan hiukan yli 31m/s^2 eli yli 3 geetä.

Renkaiden kitka ei noudata kitkalakia,koska tuo laki pätee vain kovilla ja sileillä kappaleilla. Renkaita voisi pikemminkin verrata hammasrattaisiin jolloin jokainen ymmärtää että kitkaa löytyy joskus todella paljon

 

[Ace17]

Kitkakerroin on aina jotain nollan ja yhden väliltä.

 

[Oho]

Kitkakerroin on aina jotain nollan ja yhden väliltä.

Voi olla mutta perinteinen kitkalaki ei selitä renkaan ja ajoalustan välisiä ilmiöitä. Asiasta on väännetty peistä vaikka kuinka paljon.

Toisaalta vaikka selittäisikin ei sekään rajottaisi F1 sen hidastuvuutta yhteen geehen, koska pyörien näkemä paino on paljon suurempi kuin auton massasta suoraan aiheutuva. Sen verran mäkin tiedän vaikken olekaan Diplomi- saatikka Yli-Insinööri...(mikä helvetti se sellainen on)

Kitkakerroin on pelkkä luku, ilmiötä mallintavaan yksinkertaiseen yhtälöön upotettu parametri, joka ei selitä kitkavoimaa pätkääkään....

Yleensäkin luonnonlakeihin kannattaa suhtautua ylimileisten ihmisten keksintönä, luonto kun ei pahemmin sen toimintaa säätelevistä laeista piittaa vaan toimii niinkuin toimii. Jos "laki" ennustaa oikein, niin hyvä, jos väärin niin vika on "laissa" ei luonnossa.

- Oho -

 

[Joppe_001]

Mulla on tällanen formulakirja vuodelta -94 jossa on vertailtu -93 Williamsia Alpine A 610 Turboon ja Renault Twingoon. Jarrutusmatkaksi Williamsille on saatu 18 metriä, Alpinelle 40 metriä, ja Twingolle 46 metriä. Williamsin eduiksi on mainittu keveys, hiilikuitujarrut ja leveät renkaat. Eiköhän toi 18m vieläkin pidä hyvin paikkansa. Tossa taisi meinaan olla abs-jarrut.

 

[Ace17]

Kitkakerroin on pelkkä luku, ilmiötä mallintavaan yksinkertaiseen yhtälöön upotettu parametri, joka ei selitä kitkavoimaa pätkääkään....

Totta tosiaankin, kitkakerroin on vain luku, joka saa käytännössä arvon väliltä ]0, 1[.

---

Uskon, että "hidastuvuuden raja-arvo on yksi g" oli ainoastaan huumorilla heitetty.

 

[AnttiH]

Moi !

Selvyyden vuoksi kasaan tähän pari asiaa, jotta väärinymmärrykset selviäisivät.

Jarrutussuuntaan - tai kääntäen liikkeen suuntaan - vaikuttava massa on vain auton oma paino. Eli downforce ei vaikuta siihen liikemäärään, joka on "eliminoitava" auton pysäyttämiseksi.

Downforce vaikuttaa suoraan radan normaalin suuntaan, joten se siis vaikuttaa laskettaessa suurinta mahdollista hidastuvuutta - olettaen, että renkaiden pito on ratkaiseva tekijä. Kitkakertoimen "näkemä" paino on siis suurilla nopeuksilla oleellisesti erilainen kuin auton oma massa antaa olettaa (eri lähteiden mukaan 2-3 kertainen F1:llä).

Suurilla nopeuksilla myös ilmanvastuksen vaikutus on otettava huomioon.

Edellämainituista syistä hidastuvuus välillä 300-200 on todennäköisesti merkittävästi suurempi kuin välillä 100-0. Jos oletataan tasianen hidastuvuus välillä 100-0 hidstuvuus on noin 2,3 g (jarrutusmatkan ollessa 17 m). Yli 200:n nopeuksissa voidaan hyvin olla lähellä 3 g.

Sitten CART/F1 -vertailuun: Jarruilla ja niiden tehokkuudella on varmasti oma vaikutuksensa, samoin renkaiden pidolla. Olettaisin kuitenkin, että CARTin suurempi paino on merkittävin tekijä. F1:n kilpailupaino on muistaakseni noin 600 kg ja CARTin 800 kg. Karkeana arviona voi esittää, että kaikkien muiden tekijöiden ollessa samat CARTin jarrutusmatka olisi noin (800/600)^2 eli noin 1,7 -kertainen... Jäipä vielä huomioimatta, että käsitykseni mukaan F1 generoi enemmän downforcea, mikä myös osaltaan tehostaa jarrutusta, ainakin suurilla nopeuksilla.


Antti

 

[Vittorio Jano]

Kuten Oho sanoi.

Kitkakerroin on väliltä 0-1, mutta F1-auton voima maata vasten riippuu aerodynaamisesta nosteesta, joka tässä negatiivinen, joten auto voi hidastua yli 1G arvolla.
D = downforce
P = m*g (Paino)
F = (P+D)*kitkakerroin = kitkavoima

Lisäksi kumin pito muodostuu kitkan lisäksi sen pinnan tunkeutumisesta asfaltin rakoihin (vrt. piikkipyörät jäällä), joten "pitokerroin" on reilusti yli 1.

AJ:n kysymykseen: kyllä nosteen muutos nopeuden suhteen pitäisi ottaa huomioon. (Jää nyt tekemättä) Vaikuttaa mm. siihen riittääkö jarruissa teho kun nopeus ja downforce kasvaa..

Hidastuvuushan menee Newtonin lain mukaan:
a = F/m ,joten massalla ei vakioautossa (hieman yksinkertaistaen)sinänsä ole vielä merkitystä, koska se supistuu pois. Formuloissa downforcen takia massasta on vain haittaa.

Mutta jos jarruilta kysytään massalla on merkitystä vakioautossakin, koska jarrutuksessa energia muuttaa muotoaan:
E = 1/2mv^2, eli massalla ja nopeuden neliöllä on merkitystä kuinka paljon energiaa pitää muuttaa liikemäärästä lämmöksi.

 

[pmv]

Tosi mukava lukea kirjoituksia joissa porukka selkeästikin ymmärtää fysiikkaa. Kiihtyvyyttä ja hidastuvuutta tosiaankin tarkastellaan turhan usein pelkästään kaavan F=Ma kautta. Tosi asiahan on kuitenkin myös että liike-energian määrä kasvaa massan lisääntyessä. Ja jos isompi energiamäärä pitää pysäyttää samasta vauhdissa samalla matkalla ja siten myös samassa ajasssa niin tottahan jarrut joutuu tekemään enemmän työtä.

 

[AnttiH]

Jos nyt vielä hiukan pilkkua viilataan, niin olisi myös hyvä tietää missä suhteessa liike-energia muuttuu jarrutuksessa lämmöksi suhteessa renkaat/jarrut. Lukkojarrutuksessahan jarrut eivät pahemmin lämpiä...

Antti

 

[Daytona]

F1-autojen max hidastuvuus lienee luokkaa 4g. MS:n takavuosien onnettomuuden jälkeen FIA lähteiden mukaan telemetria rekisteröi maksimissaan 3,1g hidastuvuuden.

 

[oldez]

F1-autojen max hidastuvuus lienee luokkaa 4g. MS:n takavuosien onnettomuuden jälkeen FIA lähteiden mukaan telemetria rekisteröi maksimissaan 3,1g hidastuvuuden.

Mitä olen lukenut noita F1-tekniikka sivustoja niin useammalla sivulla on sanottu että hidastuvuus voi olla parhaimmillaan 4g:n luokkaa..

 

[rob-ro]

KINATAAN TAAS KUTEN PARIVUOTTA SITTEN!

tosiaan oma väitteeni muutama vuosi sitten renault lagunan jarrutusmatkasta oli 60 vauhdista n.25-33m (ajoivat parilla eri rengasvalmistajan renkailla, joista toinen oli liukkaampi). kostealla asfaltti pinnalla. ja olen muuten oikeassa. mua pyydettiin lopulta ilmoittamaan, kun olen saannut ajokortin ??? no nyt semmonen on ollut jo jonkin aikaa.

AUTOKOULUN oppikirjassa lukee seuraava jarrutusmatkojen kohdalla s121. JM=jarrutus matka

60km/h JM=16m
90km/h JM=36m
120km/h JM=64m

kaikki kuivalla hyvissa olosuhteissa.

toukokuun alussa olin korjaamolla ja ikani kuluksi lueskelin oliko mikä autolehti kyseessä (tekniikan maailma vai tuulilasi tai jokin muu). lehdessä kuitenkin kerrottiin MERSUN uudesta autosta mitä toden näköisimmin SLK tai SLR mclaren, jossa 100km/h->0km/h vie vain n.20(-22)m mikä alkaa olla pirun hyvin.

asian tuntijat voivat kaivaa enemmän tietoa autosta.

väitänpävaan, että F1-autot pysähtyvät vielläkin nopeammin aerodynamiikan (downforcen) ansiosta.

 

[eduardo]

Täällähän on mielenkiintoista keskustelua, kerrankin!

Aluksi lainaus www.formula1.com:sta: "It takes a Formula One car considerably less distance to stop from 160 km/h than a road car uses to stop from 100 km/h." Tuosta voi jotain päätellä vastaukseksi alkuperäiseen kysymykseen.

Mitä tulee kitkakertoimeen, niin se todellakin voi olla yli 1, jopa reilusti, kuten mm. Oho, Vittorio ja bigbear tuossa totesivatkin. Alan kirjallisuudesta löytyy kitkakäyriä (kitkakerroin luiston funktiona), joissa kitkakerroin on parhaimmillaan tietyssä luiston kohdassa lähellä kahta, tyypillisesti luiston ollessa 5-10% luokkaa. Tämän jälkeen käyrä tyypillisesti laskee loivasti, kunnes rengas lukittuu (luisto 100%).

Kitkakerroin tässä yhteydessä on itse asiassa hieman väärä termi, sillä niinkuin joku jo totesikin perinteiset fysiikan kitkalait eivät ole tähän rengas-tie-kitkaan suoraan sovellettavissa.

Vielä kommentti jonkun toisen toteamukseen, että jarrutehoilla ei ole sinänsä väliä, niinkauan kun renkaan pystyy lukitsemaan. Sinänsä totta, mutta käytännössä formuloilla ajettaessa 350km/h downforce on niin suuri että tarvitaan todellakin HYVIN tehokkaat jarrut että rengas saadaan lukkoon siinä nopeudessa. Väitän, että f-ykkösissä, eikä missään muissakaan urheiluautoissa, ei ole näin tehokkaita jarruja. Kaikki tietysti yrittää tehdä jarruistansa mahdollisimman tehokkaat.

Tästä rengas-tie asiasta tosiaan väännettiin täällä kovasti kättä muutama vuosi sitten, mahtaakohan noi vanhat keskustelut olla jossain tallella...

 

[Oho]

Vielä kommentti jonkun toisen toteamukseen, että jarrutehoilla ei ole sinänsä väliä, niinkauan kun renkaan pystyy lukitsemaan. Sinänsä totta, mutta käytännössä formuloilla ajettaessa 350km/h downforce on niin suuri että tarvitaan todellakin HYVIN tehokkaat jarrut että rengas saadaan lukkoon siinä nopeudessa. Väitän, että f-ykkösissä, eikä missään muissakaan urheiluautoissa, ei ole näin tehokkaita jarruja. Kaikki tietysti yrittää tehdä jarruistansa mahdollisimman tehokkaat.

Ave !!

Ihan pedantisti ottaen tehosta puhuminen on hämäävää, koska teho on työn (energian) ensimmäinen aikaderivaatta.

Teknisesti jarrujen teho on niiden etupäässä lämmöksi muuttama liike-energia senpä tähden samalla jarruvoimalla (ja samalla hidastuvuudella) jarrujen teho kasvaa nopeuden funktiona.

Mitenkäs se nyt meneekään....

W = FS, P = W/t , S = v*t ,
v~ (v(0)+v(t))/2 //hidastuvuus vakio
P = (F * S)/t
= F * v * t/t
= F*v

Teho kasvaa lineaarisesti nopeuden funktiona.... ööö jossain mä meen pieleen...


- Oho , ei ainakaan yli-insinööri-

 

[Spam]

Ave !!

Ihan pedantisti ottaen tehosta puhuminen on hämäävää, koska teho on työn (energian) ensimmäinen aikaderivaatta.

Teknisesti jarrujen teho on niiden etupäässä lämmöksi muuttama liike-energia senpä tähden samalla jarruvoimalla (ja samalla hidastuvuudella) jarrujen teho kasvaa nopeuden funktiona.

Mitenkäs se nyt meneekään....

W = FS, P = W/t , S = v*t ,
v~ (v(0)+v(t))/2 //hidastuvuus vakio
P = (F * S)/t
= F * v * t/t
= F*v

Teho kasvaa lineaarisesti nopeuden funktiona.... ööö jossain mä meen pieleen...


- Oho , ei ainakaan yli-insinööri-

Ei mee pieleen.

F*v = m*a*v

Liike-energia E = 1/2*m*v^2. Teho on tämän derivaatta ajan suhteen, ja nopeushan riippuu ajasta (ja massa on vakio).

d/dt E = m*v*v'

v' = d/dt v, eli siis nopeuden derivaatta ajan suhteen, eli kiihtyvyys a.

P = F*v = m*a*v = d/dt E = m*v*v' = m*v*a = F*v = P

neliö