Pieni tekninen pähkinä alustan kestävyydestä

[Audalfa]

Elikäs. Haluaisin tietää paljonko auton, jossa on halpa etutuenta, eli ei pahemmin ylätukivarsia, kestää etupyörän sivuttaisvoimaa ennenkuin jotain vääntyy? Iskaripalkki, aluvanne...
Eli jos ajatellaan että kuivalla asfaltilla hyvillä kumeilla tehdään mahdollisimman suurilla G-voimilla ns. hirvenväistöliikkeitä, niin monenko kilogramman hetkittäinen vetovoima kohdistuu etupyörään sivusuunnassa? Suurin osa auton painostahan on parhaillaan yhden pyörän päällä plus heilahdusvoima.
Vähän yli tämän voiman tuo eturipustus on varmasti tehty kestämään, niin siitä saisi ainakin jotain suuntaa antavaa tietoa.
Eli ajatellaan että sivuttaisvoimaa saataisiin aikaan 1G, ja auto painaa matkustamo täynnä 1700kg.
Haluaako joku insinöörismies tai vastaava kuka vain osaa, tehdä tuosta laskelman? Kiitosta etukäteen.

[turbokiisseli]

Olet antanut liian vähän lähtötietoja. Pitäisi olla etutuennan rakenne ja mitat tiedossa, että juuri kyseisen tuennan kestävyyttä voisi arvioida laskemalla. Mikään helppo laskettava tämä ei tosielämässä ole, koska kuormitus on dynaamista.

[Mr.Crossfire]

Jos nyt lähdetään vaikka siitä, että minkälaisilla pulteilla esim. alatukivarsi on kiinni? Tässä ilmeisesti puhutaan McPherson-tyyppisestä pyöräntuennasta? Heikoin kohta voi löytyä jostain muualtakin kun pyöräntuennasta. Niinkuin edellä jo todettiin, järjellisen vastauksen antaminen tällaiseen tehtävään ei ole aivan yksinkertainen asia.

[jannekk]

Ihan yleisellä tasolla puhuttaessa keskeiskiihtyvyys riippuu kaarteen säteestä, auton nopeudesta ja auton massasta. Mutta jotain haarukointia voisi tehdä seuraavilla kaavoilla:

a = v^2/r ; F = m*a

[Mr.Crossfire]

Ja renkaan pidosta ja ja ja. Teoreettisella tasolla voidaan laskea heikoimmat kohdat auton alustan komponenteissa, mutta käytännössä ei ole ollenkaan varmaa antautuuko ne ensimmäisenä. Auton osat muuttavat muotoaan riittävän voiman alaisuudessa joka taas muuttaa tilannetta.

Käytännössä periksi antaa varmaankin alumiinivanne, alapallonivel tai alatukivarsi, suunnilleen tuossa järjestyksessä. Epäilen kuitenkin että ilman merkittävää renkaan leveyden/rakenteen muuttamista ei päästä sellaisiin lukuihin joissa pyöräntuenta hajoaisi ns. normaalissa, vaikka vähän rajummasaskin, ajossa. Tai sitten se tapahtuu pikkuhiljaa rakenteiden väsyessä ja myötäessä. Iskumainen kuormitus on sitten eri asia. Vaikea tästä nyt on sanoa mitä haettiin, mutta esim. kanttarin ylitse renkaan kylki edellä onkin sitten jo aivan eri asia kuin mutkaan kääntäminen.

[turbokiisseli]

Muutenkin lähtisin liikkeelle sillä oletuksella, että rengas menettää pitonsa 99,99% varmuudella ennen kuin alustan komponentit alka myötää. Kovin suuri voimahan tuosta ei vielä tule jos kiihtyvyys on 1G = ~10m/s^2 ja auto painaa 1700kg = 17 000N.

[Audalfa]

Kiitosta näistä. Syy miksi tätä kyselen on että minulla on kolariautoprojekti, jonka eturunko-aisat ovat ehjiä, mutta jonkun verran vääntyneitä sivulle puskuripalkin välityksellä. (huonoa kolarikestävyys suunnittelua)
Olen vähän vedellyt aisoja suoremmiksi laittamalla auton eturenkaan n.45¤ kulmaan pyöreän mallista katukivetystä vasten (koska pihassa ei saa kohtisuoraan) auton keulan osoittaen n.90¤ kulmassa isoa puuta päin, ja laittanut runko-aisan etupään ja puun välille ison räikkäkuormaliinan.
Minua on hämmästyttänyt miten lähes lumisella maalla ja matalalla pyöreällä katukivetyksellä auto pysyy paikallaan vaikka vedin tuollaisen 4tonnin liinan niin kireälle kun se järkevästi kiristyi. Paljonkohan vetovoimaa tuohon sitten tuli kun räikkä oli lähes täysiä kiristetty? Mutta minua alkoi tosiaan arveluttamaan että joutuuko eturipustus liian suurelle rasitukselle. Se että rengas on vinossa eikä suoraan heikentää vielä tilannetta. Tuon yhden liinan jatkoksihan saisi samaan kohtaan toisenkin liinan jolloin vetovoima kaksinkertaistuisi ja aisat varmaankin suorenisivat. Autoon ei tarvitse tehdä mitään virallista mittauspöytäkirjaa, aisoilla ei ole mitään tarvetta olla millilleen samassa asennossa kuin uutena.

[Mr.Crossfire]

No olisithan tuon nyt voinut heti ensimmäisessä viestissä kertoa... Tilanne on lähes täysin eri kuin oikeassa ajotapahtumassa koska kuormitus on ~staattinen ja pyöräntuenta on paikallaan jossain tietyssä asennossa. Tuo olisi ihan laskettavissa, jos pyöräntuennan geometria, pallonivelten sekä kiinnityselinten mitat olisi tiedossa. Ei sillä että itse osaisin, lujari ei ole kovin vahvasti mielessä.

[jannekk]

Muutenkin lähtisin liikkeelle sillä oletuksella, että rengas menettää pitonsa 99,99% varmuudella ennen kuin alustan komponentit alka myötää. Kovin suuri voimahan tuosta ei vielä tule jos kiihtyvyys on 1G = ~10m/s^2 ja auto painaa 1700kg = 17 000N.

Niin, elikkä "kansankielellä" autoon kohdistuu 1700 kg:n voima, tarkasti ottaen 1667,7 kg :)

[jannekk]

Minua on hämmästyttänyt miten lähes lumisella maalla ja matalalla pyöreällä katukivetyksellä auto pysyy paikallaan vaikka vedin tuollaisen 4tonnin liinan niin kireälle kun se järkevästi kiristyi. Paljonkohan vetovoimaa tuohon sitten tuli kun räikkä oli lähes täysiä kiristetty?

4 tonnia on liinan kuormankestävyys. Se, kuinka kireälle sen räikällä saat, riippuu paljonko ranteessa on jerkkua. Uskoisin kuitenkin että et ole saanut sitä kiristettyä lähellekään liinan maksimi kuormankestoa.

[Audalfa]

Välähti tuosta aluvanteen heikkous kommentista mieleen, jotta lykkäsin alle peltisen varapyörän. Autossa ei ole edessä ylätukivartta ollenkaan, mikä hämästyttää itseäni kun olen tottunut kunnollisiin tuentoihin. Ja kyseessä on kohtuumoottorilla oleva -04 sedani.
Mutta itse homma eteni mukavasti rahtusen, kun pistin autotallin oviseinän ja varapyörän väliin 15cm paksun tasaisen puunrungon palan, ja pystyin tästä asennosta vetämään n.90¤ kulmassa puuta vasten.
Kun tuo vetovoima menee lähes suoraan alatukivarren suuntaisesti, eikä pyörä toimi vipuvartena, uskoisin että saa aika paljon enemmän voimaa käyttää. Viisaammat saa korjata.

[jjj84]

Kiitosta näistä. Syy miksi tätä kyselen on että minulla on kolariautoprojekti, jonka eturunko-aisat ovat ehjiä, mutta jonkun verran vääntyneitä sivulle puskuripalkin välityksellä. (huonoa kolarikestävyys suunnittelua)

Ei tuo ole huonoa suunnittelua, vaan tarkoituksenmukaista korin myötäämistä. Tarkoitus on suojella sitä auton sisällä olevaa ihmistä, eikä autoa. Eli kun auto antaa periksi, se vähentää ihmiseen kohdistuvaa rasitusta.

[Audalfa]

Jaa. No sitten ainakin Audi A4 ja A6 kolarikorjaussuunnittelu on aivan surkeaa, koska niissä on vaihdettava muovinen 'etupelti' vaihdettava alatukirauta, vaihdettavat runko-aisojen etupäät, ja itse runko-aisat suurlujuusterästä.
E:Täytyy vissiin sen verran lisätä tähän että em. on sarkasmia.

[LauriJT]

Eikä kun ne pehmeät vyöhykkeet ihan keulassa on tarkoitettu ottamaan pikkupusut ja jalankulkijat vastaan ettei muu runko vaurioidu. Ne suurlujuusteräkset on siksi että matkustamo säilyttää muotonsa ja niiden rakenteiden kautta kolaritilanteessa voimat sitten ohjautuu mahdollisimman suurelle alalle ja niiden sijoittelulla se voima ohjautuu oikeaa reittiä. Siksi niitä suurlujuusteräksiä ei saa mennä leikkelemään mistä sattuu ja ne palikat vaihdetaankin kokonaisina. Uusissa autoissa missä on suurlujuusterästä ovetkin pääasiassa aukeavat helposti kovankin kolarin jälkeen kun vanhoista taas, noh sahaa ja paineilmatalttaa vaan suoraan kouraan. Syy miksi esimerkiksi etupelti on nykyään ruuveilla kiinni ja muovia on että ensinnäkin se on todella kevyt ja helposti vaihdettavissa toisin kuin hitsattava peltinen. ja mieluummin sitä sellaiselle jysähtää kuin umpiteräksiseen keulaan mikä ei jalankulkijan alla anna yhtään periksi. Ranskalaisissa esimerkiksi keula on todella ilmava ja kennomainen jotta jalankulkijaan sattuisi mahdollisimman vähän.

Sitten itse asiaan liittyen, koripenkeissä monesti kiinitetään vedon ajaksi auto isoilla teräksisillä leuoilla helman lipareesta kiinni semmoiselta parinkymmenen sentin matkalta. Pyörästä jos tukee niin napa ja alatukivarsi taitaan vanteen ohella olla kovimmilla tuossa. alatukivarsihan on suunniteltu antamaan periksi ettei apurunko ja muu tuenta säry ns. kanttariosumissa. kyllä sen nyt pitäisi tuollaista vetoa jonkun verran kuitenkin kestää. Parasta olisi kuitenkin jos saisit tuettua autoa jostain päin runkoa.