ΜΟΤΟΠΟΔΗΛΑΤΟ SOLEX

[ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΜΠΑΦΑΣ]

Στη δεκαετία του 50 η Γαλλική εταιρία SOLEX κατασκεύαζε μοτοποδήλατα με μονοκύλινδρο δίχρονο κινητήρα εσωτερικής καύσεως στερεωμένο στον εμπρόσθιο τροχό του μοτοποδηλάτου. Η μετάδοση της κίνησης γινόταν ως εξής: Σε προέκταση του στροφαλοφόρου άξονα του κινητήρα υπήρχε τροχίσκος με Φ ~ 6εκ καλυμμένος με μόνιμο επίχρισμα άγριο σαν σμυριδόπανο στην υφή . Ο τροχίσκος μπορούσε με μοχλό χειριζόμενο από τον αναβάτη κατά βούληση , να έρχεται (κατερχόμενος λίγα εκατοστόμετρα ) σε επαφή με το εξωτερικό λάστιχο του εμπρόσθιου τροχού του μοτοποδηλάτου και έτσι με τον μεγάλο συντελεστή τριβής μεταξύ τροχίσκου και λάστιχου να μεταδίδεται η κίνηση. Πρακτικά επετυγχάνετο μία ταχύτης μοτοποδηλάτου έως 40χλμ/ω. Επειδή είχα ένα τέτοιο μοτοποδήλατο με τις πρώτες γνώσεις θεωρητικής μηχανολογίας που απέκτησα σκεφτόμουν
το εξής πρόβλημα: Αν D η εξωτ. διάμετρος της ρόδας του μοτοποδηλάτου και d η διάμετρος του μεταδίδοντος την κίνηση τροχίσκου πόσο πρέπει να μεγαλώσω (ή να μειώσω) τη διάμετρο της ρόδας ώστε η ταχύτης του μοτοποδηλάτου να αυξηθεί κατά 10%.
Εξυπακούεται ότι ο αριθ στροφών ανα 1' του κινητήρα παραμένει σταθερός.
Ποία λύση θα προτείνατε;

[Τσιαλας Νικολαος]

Το πρόβλημα που έχετε θέσει έχει πολλές "παράπλευρες" πτυχές οι οποίες μπορεί να επηρεάσουν το τελικό αποτέλεσμα στην πράξη... Εσείς απλά ψάχνεται λύση μεγιστοποίησης της τελικής ταχύτητας κατά 10% η' απλά το βάζετε σαν ένα μαθηματικό πρόβλημα?

[KDORTSI]

Στη δεκαετία του 50 η Γαλλική εταιρία SOLEX κατασκεύαζε μοτοποδήλατα με μονοκύλινδρο δίχρονο κινητήρα εσωτερικής καύσεως στερεωμένο στον εμπρόσθιο τροχό του μοτοποδηλάτου. Η μετάδοση της κίνησης γινόταν ως εξής: Σε προέκταση του στροφαλοφόρου άξονα του κινητήρα υπήρχε τροχίσκος με Φ ~ 6εκ καλυμμένος με μόνιμο επίχρισμα άγριο σαν σμυριδόπανο στην υφή . Ο τροχίσκος μπορούσε με μοχλό χειριζόμενο από τον αναβάτη κατά βούληση , να έρχεται (κατερχόμενος λίγα εκατοστόμετρα ) σε επαφή με το εξωτερικό λάστιχο του εμπρόσθιου τροχού του μοτοποδηλάτου και έτσι με τον μεγάλο συντελεστή τριβής μεταξύ τροχίσκου και λάστιχου να μεταδίδεται η κίνηση. Πρακτικά επετυγχάνετο μία ταχύτης μοτοποδηλάτου έως 40χλμ/ω. Επειδή είχα ένα τέτοιο μοτοποδήλατο με τις πρώτες γνώσεις θεωρητικής μηχανολογίας που απέκτησα σκεφτόμουν
το εξής πρόβλημα: Αν D η εξωτ. διάμετρος της ρόδας του μοτοποδηλάτου και d η διάμετρος του μεταδίδοντος την κίνηση τροχίσκου πόσο πρέπει να μεγαλώσω (ή να μειώσω) τη διάμετρο της ρόδας ώστε η ταχύτης του μοτοποδηλάτου να αυξηθεί κατά 10%.
Εξυπακούεται ότι ο αριθ στροφών ανα 1' του κινητήρα παραμένει σταθερός.
Ποία λύση θα προτείνατε;

Κύριε Γιώργο καλημέρα...

Αν κατάλαβα καλά από την εκφώνηση του προβλήματος αυτού, μπορώ να πω ότι η ταχύτητα του ποδηλάτου αυτού
δεν εξαρτάται από την ακτίνα της μπροστινής ρόδας του ποδηλάτου, αλλά από την ακτίνα του τροχίσκου
που έδινε την κίνηση με τριβή.
Σκεφτόμαστε στο ακόλουθο σχήμα:

Τροχός 1.png (18.77 KiB) Προβλήθηκε 1698 φορές

Ας υποθέσουμε ότι η περίοδος της περιστροφής του τροχίσκου είναι .
Τότε κατά το διάστημα μιας περιόδου ο μεγάλος τροχός θα διανύσει απόσταση
ίση με την περίμετρο του τροχίσκου. Δηλαδή:



Από το ανωτέρω σχήμα που δείχνει ένα στιγμιότυπο της κίνησης για κάποια χρονική

στιγμή βλέπει κανείς την όλη διαδικασία των τόξων που διαγράφονται

κατά την κύλιση αυτή που έχει κινητήρια αρχή τον τροχίσκο.

Τα ακόλουθα τόξα:



έχουν όλα το ίδιο μήκος.

Αναφέρω ότι η κίνηση του τροχίσκου έχει θετική φορά και η κίνηση του

εμπρόσθιου τροχού του ποδηλάτου φαίνεται από το πράσινο βέλος.

Αναρτώ και το δυναμικό σχήμα.

Τροχός 1.ggb

(15.7 KiB) Μεταφορτώθηκε 46 φορές

Κώστας Δόρτσιος

[ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΜΠΑΦΑΣ]

Πολύ σωστά
Η ταχύτης του μοτοποδηλάτου είναι ανεξάρτητη από την διάμετρο της ρόδας του μοτοποδηλάτου.
Το πρόβλημα λύνεται πιο εύκολα με την εισαγωγή της έννοιας του στιγμιαίου κέντρου περιστροφής της ρόδας που είναι το σημείο Μ και με την διαπίστωση ότι το σημείο Β έχει την ίδια γραμμική ταχύτητα είτε ως ανήκον στη ρόδα είτε ως ανήκον στον τροχίσκο. Δεν συνεχίζω παρακάτω για όσους θέλουν να το δούν έτσι και να υπολογίσουν και την σταθερή ταχύτητα του μοτοποδηλάτου με γνωστά την διάμετρο του τροχίσκου d και την γωνιακή ταχύτητα του ω.

[Τσιαλας Νικολαος]

Αυτά που είπε ο κύριος Δόρτσιος είναι απολύτως σωστά!! Αν τα πάρεις μαθηματικά όμως... αν τα βάλεις όμως από πλευράς φυσικής βγάζουν τελείως λάθος αποτελέσματα! Και αυτό γιατί όλα αυτά αλληλεπιδρούν με το μοτερ και επίσης ο τροχίσκος αλλά και η ρόδα εχουν μάζα και αδράνεια! Για αυτό ρώτησα αν το θέτετε σαν μαθηματικό η΄πρακτικό πρόβλημα!

[KDORTSI]

Αυτά που είπε ο κύριος Δόρτσιος είναι απολύτως σωστά!! Αν τα πάρεις μαθηματικά όμως... αν τα βάλεις όμως από πλευράς φυσικής βγάζουν τελείως λάθος αποτελέσματα! Και αυτό γιατί όλα αυτά αλληλεπιδρούν με το μοτερ και επίσης ο τροχίσκος αλλά και η ρόδα εχουν μάζα και αδράνεια! Για αυτό ρώτησα αν το θέτετε σαν μαθηματικό η΄πρακτικό πρόβλημα!

Νίκο καλησπέρα...

Το ζήτημα θέλει ακόμα περισσότερη ανάλυση...

Ας επανέλθω όμως στο σχήμα μου.
Για να βοηθήσω τη σκέψη κάποιου που το μελετά, αναρτώ ένα ακόμα σχήμα,
σαν κι αυτό που ανάρτησα, όμως πιο παραστατικό!

Τροχός 2.png (27.78 KiB) Προβλήθηκε 1636 φορές

Η ομορφιά του σχήματος βρίσκεται στο δυναμικό που ακολουθεί...

Τροχός 2.ggb

(21.46 KiB) Μεταφορτώθηκε 55 φορές

Κώστας Δόρτσιος

[Τσιαλας Νικολαος]

Πολύ ωραία!!

[ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΜΠΑΦΑΣ]

SOLEX TAΧΥΤΗΣ.png (20.63 KiB) Προβλήθηκε 1465 φορές

Η γραμμική ταχύτης του σημείου Α κοινού σημείου επαφής των 2 τροχών είναι R2*ω2 ,ως ανήκουσα στον τροχίσκο του κινητήρα αλλά συγχρόνως και R1*ω1 ως ανήκουσα στον τροχό του μοτοποδηλάτου, Η ταχύτης του μοτοποδηλάτου ως προς το έδαφος ισούται προφανώς με την ταχύτητα Vo του σημείου Ο κέντρου του τροχού του μοτοποδηλάτου όπου εφαρμόζεται το "πηρούνι" του τιμονιού του μοτοποδηλάτου.
Επειδή το στιγμιαίο κέντρο περιστροφής του τροχού ως προς το έδαφος είναι το Μ όλες οι γραμμικές ταχύτητες όλων των σημείων του τροχού διατάσσονται αναλογικά με την απόστασή τους από το Μ με κατεύθυνση κάθετη προς την επιβατική ακτίνα εκάστου σημείου από το Μ. Επειδή το Ο απέχει τη μισή απόσταση από το Μ από όση απόσταση απέχει το Α έπεται ότι θα έχει και τη μισή γραμμική ταχύτητα του Α. Επομένως η ταχύτης του μοτοποδηλάτου είναι η μισή γραμμική ταχύτης του τροχίσκου κίνησης του κινητήρα και πάντα ανεξάρτητη από τη διάμετρο του τροχού του μοτοποδηλάτου.
Το πρόβλημα είναι θεωρητικό αλλά έχει και πρακτικές δυσκολίες που έπρεπε η Solex να αντιμετωπίσει. Αν δεν έχει οδηγήσει κανείς ένα Solex δεν μπορεί φαντασθεί τις δυσκολίες οδήγησης. Η οδήγηση των δικύκλων δεν βασίζεται τόσο στην ικανότητα ισορροπίας του αναβατη αλλά στην εκ τη φύσεως τάση των στρεφομένων σωμάτων να διατηρήσουν τον άξονα περιστροφής παράλληλο προς εαυτόν κατά την κίνησή τους. Κάθε προσπάθεια στροφής του άξονα δημιουργεί μία αντίδραση κίνησής του κάθετη προς την επιδιωκόμενη. Η οδήγηση χωρίς "χέρια" του ποδηλάτου επιτρέπει και μικρή στροφή ακόμα, με απλή κλιση του σώματός μας προς την πλευρά που θέλουμε να πάμε κατ' εφαρμογή αυτής ακριβώς της ιδιότητος της ροπής αδρανείας.
Η Solex έπρεπε να έχει υπολογίσει αρκετή ροπη αδρανείας στον τροχό του μοτοποδηλάτου,άρα τάση προς μεγάλη διάμετρο, και μικρή κατά το δυνατόν του κινητήρα διότι κατά την στροφή του μοτοποδηλάτου οι αντιδράσεις των 2 τροχών ήσαν αντίθετες λόγω αντίθετης φοράς περιστροφής .Η ροπή αδρανείας του κινητήρα δεν εξαρτάται τόσο από τη διάμετρο του τροχίσκου αλλά κυρίως από τον σφόνδυλο που απαιτείται για την ομαλη λειτουργία του παλινδρομικού μονοκύλινδρου βενζινοκινητήρα. Παράλληλα το συνολικό βάρος, τροχός , κινητήρας , και τιμόνι με τα παρελκόμενά του θα έπρεπε να έχουν λογικό βάρος. Νομίζω ότι καλά τα είχε υπολογίσει αν σκεφθώ ότι δεν είχα κανένα ατύχημα όλα αυτά τα χρόνια που το οδηγούσα.

[Τσιαλας Νικολαος]

Δυστυχώς η διάταξη και η σχεδίαση του είναι τελείως "λάθος" ακόμη και για εκείνη την εποχή! Για αυτό και η οδήγηση του είναι προφανώς τόσο δύσκολη!!! Δεν παύει όμως να είναι ένα κόσμημα και να αποτελεί ένα μέρος της ιστορίας του μοτοποδήλατου- μοτοσυκλέτας!