La sospensione dell'autoveicolo - approfondimenti

allora, andiamo avanti e definiamo il raggio sotto carico e vediamo dove va a finire il centro di rotazione della ruota vera....

guardate la figura che allego qui sotto: guardatela bene e comprendetela bene

Consideriamo una ruota di raggio R in rotolamento puro, cioè senza che su di essa agisca alcuna coppia motrice o frenante. Il centro della ruota si muove a velocità V e la ruota rotola con velocità angolare ω.
Il raggio di rotolamento è definito come il rapporto tra V e ω. Ossia, Ro = V/ ω.
Per farla breve, e semplice, si può dimostrare che Ro è compreso tra un valore minimo ed uno massimo. Il valore massimo è il valore del raggio della ruota scarica (cioè R); quello minimo, è l’altezza del centro della ruota sul suolo h (che prende il nome di raggio sotto carico).
Insomma, se scrivo quello che ho detto in termini matematici, avrò che h<Ro<R.
Quello che m’interessa che comprendiate è che la velocità periferica di ogni punto del battistrada VARIA CICLICAMENTE. Cioè, un qualunque punto del battistrada, se non è a contatto col suolo, dapprima, avrà all’inizio una velocità periferica pari a ωR. Quando però arriva a contatto col suolo, la sua velocità (periferica) rallenta e, partendo da ωR si avvicina sempre più a ωh.

Questo significa che in questa prima fase, cioè dalla condizione indeformata fino ad A, il punto del battistrada STRISCIA e rallenta. Quando arriva in A, però, la velocità non diventa ωh, ma rimane sempre superiore: cioè. Anche in A continua a strisciare (di poco, ma striscia).

Da A in poi, invece, il punto riaccelera per raggiungere nuovamente la velocità ωR della ruota indeformata. Cioè, dopo aver lasciato l’orma di contatto assume nuovamente la sua lunghezza iniziale e ritorna la valore iniziale ωR.

Se guardate il grafico che c’è allegato nel disegno, vedete come varia la velocità del singolo punto del battistrada con il rotolamento….

Questo significa che, nel primo tratto (cioè nella fase in cui rallenta passando da ωR per portarsi verso ωh in A) il battistrada si comprime, STRISCIA e rallenta; nel secondo tratto (cioè nella fase in cui riaccelera passando da A per portarsi verso la zona indeformata), il battistrada si estende, STRISCIA e riaccelera. Ma sempre striscia….

Il punto A, quindi, NON è il centro di istantanea rotazione (quello che prima abbiamo chiamato C) della ruota. Il nostro centro di istantanea rotazione, infatti, NON è più sul piano stradale, ma SOTTO il piano della strada!!!! Il mio C sta sotto A!!! e tanto più la mia pancia è pronunciata, tanto più in basso andrà C, tanto maggiore sarà lo strisciamento del battistrada in A….

Prima considerazione. Questo è il motivo per cui i pneumatici si consumano: perché strisciano sull’asfalto. Anche se decideste di non fare più curve per il resto dei vostri giorni di guida, consumereste le gomme ugualmente. Ora, è chiaro che il valore di h (cioè del raggio sotto carico) dipende da un sacco di fattori, alcuni dipendenti dal pneumatico (come la struttura della carcassa, dallo stato di usura del pneus stesso, etc); altri dipendenti dalle condizioni di impiego (pressione di gonfiaggio, carico, velocità, etc). per esempio, i pneumatici radiali hanno valori di h minori rispetto ai pneus a tele incociate a pari raggio indeformato R (può sembrare strano, ma è proprio così e dipende dal fatto che il radiale ha una maggiore flessibilità radiale; però hanno valori di Ro meno lontani dal valore di R, cioè il raggio di rotolamento è più prossimo al valore del raggio indeformato).

Però deve essere ben chiaro che, anche se gonfiate tantissimo le gomme, anche se riducete il carico sul pneumatico, comunque, avrete un valore di h inferiore rispetto al valore del raggio di rotolamento e al raggio R indeformato. Cioè, una deformazione ce l’avrete sempre.


Poi, è chiaro che se aumentate il carico o riducete la pressione di gonfiaggio avrete una diminuzione di h e del raggio di rotolamento, mentre vi capiterà il contrario se gonfiate tanto o riducete il carico…questo lo capite benissimo anche voi…

Seconda considerazione: la velocità angolare ω di una ruota dotata di pneumatico è SEMPRE MINORE di una ruota perfettamente rigida (per esempio, che so, di acciaio: un cerchione, tanto per fare un esempio che possiate capire tutti) con pari raggio sotto carico (cioè h, cioè altezza del centro ruota dal suolo)e pari velocità di traslazione (V).

Guardate di capirla bene, questa storia, perché sta alla base di tutto il resto: dalla motricità alla frenatura al funzionamento dell’ABS (lo vedremo!) alla resistenza la rotolamento….

Mi sa che per oggi è meglio mollarla qui, perché non avete idea di quanta carne al fuoco abbiamo messo!!

Domani ridiamo: tiriamo in ballo gli “sgommamenti”!!!


p.s. se avete dubbi, sparate senza problemi: al limite, vi do' dei ciaparàtt....:lol: :lol:
 

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guardate che queste minkiate qui, sui vostri testi (tipo il Facchinelli) non le trovate mica...e nemmeno sulle riviste teNNiche che siete soliti leggere (EVO, Quattroruote e altre amenità del genere): qui si parla di auto, mica baubau miciomicio

p.s. oggi pomeriggio, vi faccio una domanda tecnica per vedere se avete capito fin qui...oggi parliamo di porsche 911 turbo e di GT2
 
io non ho capito questo

Seconda considerazione: la velocità angolare ω di una ruota dotata di pneumatico è SEMPRE MINORE di una ruota perfettamente rigida (per esempio, che so, di acciaio: un cerchione, tanto per fare un esempio che possiate capire tutti) con pari raggio sotto carico (cioè h, cioè altezza del centro ruota dal suolo)e pari velocità di traslazione (V).
 
Desmochicco":3s0eosyd ha detto:
io non ho capito questo

Seconda considerazione: la velocità angolare ω di una ruota dotata di pneumatico è SEMPRE MINORE di una ruota perfettamente rigida

Vediamo se ho capito io: questo è causato dalla deformazione del pneumatico, che riduce il raggio sotto carico, poichè al diminuire del raggio ovviamente decresce la velocità angolare.
 
Desmochicco":yf8vpd2i ha detto:
io non ho capito questo

Seconda considerazione: la velocità angolare ω di una ruota dotata di pneumatico è SEMPRE MINORE di una ruota perfettamente rigida (per esempio, che so, di acciaio: un cerchione, tanto per fare un esempio che possiate capire tutti) con pari raggio sotto carico (cioè h, cioè altezza del centro ruota dal suolo)e pari velocità di traslazione (V).

non ci vuole molto: se la velocità V è uguale per entrambe e il raggio di una è h ed è minore del raggio dell'altra (guarda il grafico e vedrai che non raggiungi mai la soglia ωh), avrai che l'ω della prima è minore dell'ω della seconda....dato che ω = V/r....
 
DriftSK":5ihprb5z ha detto:
Desmochicco":5ihprb5z ha detto:
io non ho capito questo

Seconda considerazione: la velocità angolare ω di una ruota dotata di pneumatico è SEMPRE MINORE di una ruota perfettamente rigida

Vediamo se ho capito io: questo è causato dalla deformazione del pneumatico, che riduce il raggio sotto carico, poichè al diminuire del raggio ovviamente decresce la velocità angolare.

:OK) guarda il grafico: non raggiungi mai la soglia ωh....
 
alfistavero":3h70067b ha detto:
Desmochicco":3h70067b ha detto:
io non ho capito questo

Seconda considerazione: la velocità angolare ω di una ruota dotata di pneumatico è SEMPRE MINORE di una ruota perfettamente rigida (per esempio, che so, di acciaio: un cerchione, tanto per fare un esempio che possiate capire tutti) con pari raggio sotto carico (cioè h, cioè altezza del centro ruota dal suolo)e pari velocità di traslazione (V).

non ci vuole molto: se la velocità V è uguale per entrambe e il raggio di una è h ed è minore del raggio dell'altra (guarda il grafico e vedrai che non raggiungi mai la soglia ωh), avrai che l'ω della prima è minore dell'ω della seconda....dato che ω = V/r....

ecco che mi mancava, la cercavo nella pag. precedente..ora tutto è più chiaro!
 
Due piccoli tarli.
alfistavero":3mc6mugy ha detto:
i pneumatici radiali hanno valori di h minori rispetto ai pneus a tele incociate a pari raggio indeformato R (può sembrare strano, ma è proprio così e dipende dal fatto che il radiale ha una maggiore flessibilità radiale; però hanno valori di Ro meno lontani dal valore di R, cioè il raggio di rotolamento è più prossimo al valore del raggio indeformato).
Come fanno ad avere minore h ma Ro piu' vicino a R?
Ovvero, il valore Ro, a parte ricarvarlo da V e ω, da cosa dipende?
Immaginavo che noto R e noto h, Ro venisse fuori geometricamente; ma evidentemente non e' cosi'.

Una diversa isteresi del pneumatico causa (credo) un diversso andamento degli strisciamenti... forse dipende da questo?
Seconda considerazione: la velocità angolare ω di una ruota dotata di pneumatico è SEMPRE MINORE di una ruota perfettamente rigida
Ovvio dal punto di vista matematico, ma noto una cosa:
parlando di ruote rigide ho sempre pensato che velocita' angolare e raggio (di rotolamento che in questo caso e' uguale al raggio) fossero inversamente proporzionali (una ruota piu' piccola deve girare piu' forte di una piu' grande, per avanzare alla stessa velocita').
Parlando di una ruota rigida e una con pneumatico, a parita' di raggio R, salta fuori che velocita' angolare e raggio di rotolamento (maggiore nella ruota rigida rispetto alla ruota con pneu) sono direttamente proporzionali.

Detta cosi' non quadra. Dove sbaglio?
 
bigno72":2uw1sm8e ha detto:
Due piccoli tarli.
alfistavero":2uw1sm8e ha detto:
i pneumatici radiali hanno valori di h minori rispetto ai pneus a tele incociate a pari raggio indeformato R (può sembrare strano, ma è proprio così e dipende dal fatto che il radiale ha una maggiore flessibilità radiale; però hanno valori di Ro meno lontani dal valore di R, cioè il raggio di rotolamento è più prossimo al valore del raggio indeformato).
Come fanno ad avere minore h ma Ro piu' vicino a R?
Ovvero, il valore Ro, a parte ricarvarlo da V e ω, da cosa dipende?
Immaginavo che noto R e noto h, Ro venisse fuori geometricamente; ma evidentemente non e' cosi'.

Ro è compreso tra h e R. ma non diventa mai h...non riesco a capire cosa ci sia da capire...nel caso dei radiali, sono più flessibili radialmente ma anche hanno meno isteresi....potrebbe andare?

bigno72":2uw1sm8e ha detto:
Una diversa isteresi del pneumatico causa (credo) un diversso andamento degli strisciamenti... forse dipende da questo?

yes!

bigno72":2uw1sm8e ha detto:
.....
parlando di ruote rigide ho sempre pensato che velocita' angolare e raggio (di rotolamento che in questo caso e' uguale al raggio) fossero inversamente proporzionali (una ruota piu' piccola deve girare piu' forte di una piu' grande, per avanzare alla stessa velocita').
Parlando di una ruota rigida e una con pneumatico, a parita' di raggio R, salta fuori che velocita' angolare e raggio di rotolamento (maggiore nella ruota rigida rispetto alla ruota con pneu) sono direttamente proporzionali.

Detta cosi' non quadra. Dove sbaglio?

tieni presente che la ruota rigida ha raggio h; il pneumatico ha raggio h ma la circonferenza di rotolamento è sempre MAGGIORE di h (se guardi il grafico che ho postato, h non lo raggiungi mai..) quindi la velocità angolare è sempre minore.
 
alfistavero":3iz0hiyl ha detto:
tieni presente che la ruota rigida ha raggio h;
Ops, ragionavo con una ruota rigida di raggio R.
Ovvero prendevo la ruota con penumatico e la "irrigidivo" mentalmente.
 
allora

ieri sera, mentre mettevo i piatti nella lavastoviglie, mi sono reso conto di aver commesso un errore: ho anticipato un argomento, quello riguardante la resistenza al rotolamento, e poi ho parlato del raggio di rotolamento delle ruote reali (con pneumatico) vs la ruota ideale (indeformata)
dieri che, per una migliore comprensione, sia il caso di invertire gli argomenti, anche perchè oggi parleremo più approfonditamente della resistenza la rotolamento.

comuqnue, a me interessa che a voi rimangano in mente alcuni concetti fondamentali, che qui riassumo.
mi interessa che sappiate cosa sia:
-il centro ruota (il punto O) sia della ruota perfettamente rigida, sia della ruota con pneus
-il centro d'istantanea rotazione (il punto C); e dove si collochi questo centro (nel punto di contatto tra ruota e strada nel caso di ruota indeformata; SOTTO il piano stradale, nel caso di ruota reale)
-il raggio di rotolamento Ro, e come vari nella ruota con pneus

e poi, mi interessa che sappiate che
-nella zona di contatto tra battistrada e strada TUTTO il battistrada striscia (ecco perchè il punto C sta sotto la sede stradale) e, per questa ragione (perchè il raggio di rotolamento non diventerà mai di valore h), la velocità angolare di una ruota "vera" (cioè con pneumatico) sarà sempre minore dell'equivalente ruota perfettamente rigida di raggio h.
-nel centro di istantanea rotazione (C) la velocità è nulla!
-la resistenza al rotolamento è dovuta, principalmente, all'isteresi del pneumatico
-la resistenza al rotolamento si traduce in una distribuzione asimmetrica delle pressioni nella zona di contatto con la strada che determina uno spostamento in avanti della forza normale (reazione vincolare) della strada.

siete d'accordo?
avete ben chiare queste cose nella vostra mente?
 
vabbè
se vi è tutto chiaro, allora andiamo avanti...
e cominciamo a fare sul serio!
Torniamo alla figura della ruota in condizioni di puro rotolamento che ho inserito ieri e torniamo a parlare della resistenza al rotolamento.
 
Allora, ieri ho detto due cose.
La prima, ieri mattina presto, che, anche in assenza di coppie frenati o quant’altro, una ruota in condizioni di rotolamento puro offre una resistenza, cioè occorre spendere energia per trascinarla. Gli effetti di questa resistenza si traducono nello spostamento in avanti della risultante Z delle pressioni (che generalmente si indicano con la lettera greca σ, sigma) agenti sull’area di contatto del battistrada col terreno rispetto all’asse della ruota; tanto più avanti quanto più grande è il valore della resistenza al rotolamento.
 
guardate bene la figura che allego qui sotto, che adesso ci servirà non poco
 

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come potete vedere dalla figura, la mia risultante Z è spostata in avanti, (nel senso di moto) rispetto all'asse ruota, della distanza Δx.

Ciò dunque, dà luogo ad un momento resistente pari a Z Δx, dove Δx (che si legge “delta x”) altro non è se non la distanza del punto di applicazione di Z dall’asse della ruota (guardate la figura che ho inserito).
 
Queste sono tutte cose che (spero) già sapete.

Andiamo avanti
La resistenza al rotolamento, abbiamo detto, dipende dall’isteresi del pneumatico, cioè dalla impossibilità del pneumatico di restituire TUTTA l’energia che gli diamo per rotolare deformandosi. Ma non basta. Da ieri sappiamo anche che, in ogni caso, quando un pneumatico rotola, il battistrada striscia sull’asfalto (e il centro di istantanea rotazione C, che nella ruota rigida indeformata è nel punto di contatto tra ruota e strada, si sposta AL DI SOTTO del piano stradale).
Bene, oggi aggiungiamo che la resistenza di rotolamento è dovuta PER LA MAGGIOR PARTE all’isteresi e solo per una minima parte (meno del 10%, tanto per intenderci) allo strisciamento (che abbiamo visto ieri), alla resistenza aerodinamica e ad altri fattori (tipo l’attrito del mozzo ruota nel centro della ruota).

ora, guardate sempre bene la figura che ho allegato sopra
L’equilibrio alla rotazione mi permette di calcolare la resistenza al rotolamento.

La formula, se guardate la figura, è questa:

Xr = (-ZΔx + Mf)/h

per adesso, ci fermiamo qui.
fatemi sapere se avete capito: andiamo avanti oggi
 
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