Nojapyöräfoorumi

Jarruvaijerien kitkavoiman mittaamisen yhteydessä syntyi kysymys, mikähän on ketjuvälityksessä vastaava kitkavoima. Vastaavanlainen mittaustilanne on kuvassa alla:

Vasemmalla punasen ämpärin puolella roikkuu katkaistussa ketjussa massaa 8.56 kg (ilman ketjun painoa), ja oikealla sinisen ämpärin puolella aluksi saman verran.
Paljonko voidaan lisätä siniselle puolen enintään massaa, jotta ketju ei vielä lähde kulkemaan? Montako prosenttia?

Katkaistu mitattava ketju on töhnäinen runsaasti käytetty, leveys 0.135 tuumaa "sisämitta", vaikka pyörän oma rattaisiin kuuluva ketju on 0.100 tuumainen (näkyy kuvassa sekalaisena sotkuna, mikä ei osallistu testiin). Ketju öljyttiin ompelukoneöljyllä töhnän päälle Tarkastettu, että jarrupalat eivät kosketa vanteeseen. Ketju on isoimmalla takarattaalla, ei koske pinnojen suojamuoviin.
Takarattaassa 28 hammasta, keskiössä 46 (tietoa ei tarvita tulokseen!).
Järjestelyä voi kritisoida mm. siitä, että ketjun löysän puolikkaan kitkaa ei mitata. Toivottavasti se on niin pieni, ettei siitä tarvitse välittää.

Pikainen alustava kokeilu antoi noin 150 -200 gramman massan, eli 1.75-2.3 %. 200 gramman massalla sanko laskeutui juohevasti mistä tahan kohdasta ilman takelteluja maahan, mutta 150 gramman massalla se saattoi pysähtyä lyhyen (1-2 mm) tönäisyn jälkeen; toisinaan meni loppuun ja toisinaan ei. Koska ketjun siirtyminen siirtää sen painoa oikealle puolen, niin takeltelut sattuivat lähinnä sinisen ämpärin ollessa ylhäällä. Tarkan tuloksen saamiseksi kannattaisi ottaa huomioon ketjun painosiirtymä ja toistaa kokeilu muutaman kerran huolellisesti.

Voidaanko nyt tästä päätellä, että polkupyörän ketjun tehonsiirrossa kitkaan katoa vain noin 2 % käytännön elämässä (= kuluneessa likaisessa mutta juuri öljytyssä ketjussa) ? (vrt jarruvaijerikokeessa 46 %, ja siis jarruvaijerin korvaaminen rissoilla voisi olla hyvä juttu?).
2 % olisi sama kuin 100 km ajossa menee ketjujen lämmittämiseen energiaa 2 km ajon verran tyypillisesti. Miltä tuntuu?

optimistx kirjoitti:

Voidaanko nyt tästä päätellä, että polkupyörän ketjun tehonsiirrossa kitkaan katoa vain noin 2 % käytännön elämässä (= kuluneessa likaisessa mutta juuri öljytyssä ketjussa) ?

Kyllä, tuota suuruusluokkaa olevia lukemia on muutkin saaneet. ts. koko ketjuvälityksen hävikki n.3% luokkaa, kun lisätään vaihtajan mutkittelu. Pienillä rattailla enempi, suurilla vähempi. Itse en ole kokeillut, mutta joskus netissä ollut juttuja ja lukuja noista.

Jukka

optimistx kirjoitti:

Voidaanko nyt tästä päätellä, että polkupyörän ketjun tehonsiirrossa kitkaan katoa vain noin 2 % käytännön elämässä (= kuluneessa likaisessa mutta juuri öljytyssä ketjussa) ?

Ei voida päätellä. Tuossa jää huomioimatta momentin tai voiman siirtyminen ketjupyörältä ketjulle ja takaisin. Jokaisessa rullaketjun tapissa oleva rulla siirtää voiman ketjulta rattaalle tai päinvastoin rullaamalla pikku pätkän hampaan kylkeä pitkin. Tämä ilmiö jää näin toteutetussa kokeessa liian vähälle huomiolle.

Mikäli tyydyt staattiseen kokeeseen, voit ripustaa ämpärisi polkimeen ja toisen painon takapyörän vanteeseen kissansilmän kohdalle. Tämä koe on helpompi tehdä kuin edellinen, sillä ketjua ei tarvitse irrottaa eikä katkaista. Painon määrä lasketaan teoreettisesta välityssuhteesta polkimelta vannekehälle. Tämä koe on kuitenkin vain staattinen, sillä polkimen ulottuma lähtee heti pienenemään, mutta vastapainon ulottuma pienenee välityssuhdetta suuremmalla nopeudella. Siis vain liikkeelle lähtö on merkitsevää.

Jori

jori kirjoitti:

optimistx kirjoitti:

Voidaanko nyt tästä päätellä, että polkupyörän ketjun tehonsiirrossa kitkaan katoa vain noin 2 % käytännön elämässä (= kuluneessa likaisessa mutta juuri öljytyssä ketjussa) ?

Ei voida päätellä. Tuossa jää huomioimatta momentin tai voiman siirtyminen ketjupyörältä ketjulle ja takaisin. Jokaisessa rullaketjun tapissa oleva rulla siirtää voiman ketjulta rattaalle tai päinvastoin rullaamalla pikku pätkän hampaan kylkeä pitkin. Tämä ilmiö jää näin toteutetussa kokeessa liian vähälle huomiolle.

Mikäli tyydyt staattiseen kokeeseen, voit ripustaa ämpärisi polkimeen ja toisen painon takapyörän vanteeseen kissansilmän kohdalle. Tämä koe on helpompi tehdä kuin edellinen, sillä ketjua ei tarvitse irrottaa eikä katkaista. Painon määrä lasketaan teoreettisesta välityssuhteesta polkimelta vannekehälle. Tämä koe on kuitenkin vain staattinen, sillä polkimen ulottuma lähtee heti pienenemään, mutta vastapainon ulottuma pienenee välityssuhdetta suuremmalla nopeudella. Siis vain liikkeelle lähtö on merkitsevää.

Jori

Kiitos korjauksesta. Ihmettelinkin jo, kun kitka oli pienempi kuin odotin. Ehkäpä kokeilen vielä ehdottamallasi tavalla. Tosin lepokitka lienee tuossa järjestelyssä hieman oikutteleva, ja vaatii monta toistoa.
Olisiko sinulla idea myös dynaamisesta kokeesta ilman erikoislaitteita?

Joka tapauksessa ylläolevan ketjusiirron kitkavoima ja jarruvaijeri-kuori-yhdistelmän kitkavoima lienevat vertailukelpoisia tuloksia suuruusluokaltaan. Kuorellinen etujarrun vaijeri tuhlaa voimaa vähintään monikymmenkertaisesti olipa se sitten sijoitettu huippukalliiseen tai sikahalpaan jarruun .

optimistx kirjoitti:

Kuorellinen etujarrun vaijeri tuhlaa voimaa vähintään monikymmenkertaisesti olipa se sitten sijoitettu huippukalliiseen tai sikahalpaan jarruun .

Yksi syy lisää, miksi harkitsemisen arvoiset polkupyörän levyjarrut ovat enimmäkseen hydraulisia.