"Magische" Geschwindigkeit, um über eine Bremsschwelle zu fahren: Mythos oder Realität?

Normalerweise besteht eine Federung aus einer Dämpfungskomponente und einer Federkomponente. Bei einer solchen Aufhängung bedeutet höhere Geschwindigkeit höhere Beschleunigung und größere Kraft. Schnelleres Fahren verursacht einen größeren Ruck.

High-End-Autos verwenden heutzutage jedoch eine aktive Federung - und das ändert alles. Mit aktiver Federung können Sie entweder schnell auf Fahrbahnunebenheiten reagieren oder diese sogar vorhersehen. Siehe zum Beispiel dieses verrückte Beispiel :

Es gibt tatsächlich einen YouTube-Film mit den verschiedenen Tricks, die diese Aufhängung ausführen kann - einschließlich des obigen "Sprungs", aber auch einschließlich verschiedener Unebenheiten, einschließlich Bremsschwellen. Es zeigt, dass die aktive Aufhängung bei Einsatzfahrzeugen dies zu einem unproblematischen machen würde ... Siehe insbesondere die "Rolling Bumps" (ab 0:43), das Speedbump-Bit (ab 1:02) und das "hold your Atem" am Ende, was den oben gezeigten Sprung demonstriert.

UPDATE Nachdem ich die erste Antwort geschrieben hatte, fand ich [ein XKCD-Was-wäre-wenn} ( http://what-if.xkcd.com/61/ ), das dasselbe Problem "analysiert". Ein paar interessante Punkte macht es:

• Die Reifen und die Aufhängung absorbieren einen Großteil des Stoßes
• Wenn Sie schnell genug fahren, haben die Räder keine Zeit, sich zu bewegen, und der Reifen nimmt alles mit.

Das ist eine interessante Perspektive. Sie können ein Auto modellieren, das über eine Bremsschwelle fährt, als ein Paar verbundener Massen mit Federn:

Wo die Kraft$F$liegt an der Beule, Masse$M_1$ist das Rad,$k_1$stellt die Elastizität des Reifens dar,$k_2$ist die Hauptaufhängung und$M_2$ist das Auto.

Nun passiert etwas Interessantes mit den Bewegungsgleichungen. Verwenden$x$Bei der Verschiebung aus dem Gleichgewicht "dämpft" die Beschleunigung des Rads den Aufprall der Unebenheit, sodass weniger Kraft auf das Auto übertragen wird! Verwenden wir also den Index 0 (Boden), 1 (Rad) und 2 (Auto).

(Vielleicht möchten Sie überprüfen, ob ich die Zeichen richtig verstanden habe ...)

Der Punkt hier ist, dass das Auto keine Kraft spürt, bis sich das Rad bewegt hat - also wenn die Federkonstante$k_1$niedrig ist (weicher Reifen) und das Rad schwer ist, dann verhindert das schnelle Fahren über die Unebenheit, dass der Stoß auf die Karosserie des Autos übertragen wird.

Wie Randall im Was-wäre-wenn betonte, hat das Rad an der Grenze, sehr schnell über eine Bodenwelle zu fahren, keine Zeit, aus dem Weg zu gehen, und der Reifen wird so stark verformt, dass er explodiert.

Die Klugheit der aktiven Aufhängung besteht darin, dass sie die obigen Gleichungen ändert – sie kann einen Teil der Gewichtskraft des Autos auf das Rad „rückgängig machen“, sodass das Rad leichter aufspringen kann. Wenn Sie in der Lage sein möchten, wirklich schnell über die Bodenwelle zu fahren, möchten Sie die Möglichkeit haben, am Rad zu ziehen , damit es über die Bodenwelle gehoben wird - dies würde verhindern, dass der Reifen explodiert.

Die Antwort hängt von vielen Faktoren ab:

• Die Art der Bremsschwelle,
• Die Art der Federung Ihres Fahrzeugs,
• Das Wetter (Ihre Federung ist im Winter etwas steifer als im Sommer),
• Ob es Dinge wie eine ziemlich niedrige Ölwanne unter Ihrem Fahrzeug gibt, die Sie lieber nicht verlieren möchten, wenn Ihr Fahrzeug durchschlägt, und
• Was Ihnen wichtiger ist: Die Auswirkungen auf Sie im Vergleich zu den Auswirkungen auf Ihre Federung.

Ich bin mir sicher, dass mir ein oder zwei Faktoren im obigen fehlen.

Es gibt verschiedene Arten von Bremsschwellen. Ihr Verhalten muss je nach Art der Bremsschwelle, über die Sie fahren, unterschiedlich sein.

Handgebaute Bremsschwellen in einem Stadtpark.
Die Beamten, die diese Unebenheiten mit einer Ladung Asphalt und Schaufeln bauen, wissen absolut nichts über Fahrzeugfederungssysteme, und es ist ihnen auch egal. Sie sind Beamte. Behandeln Sie diese Unebenheiten mit äußerster Sorgfalt! Die Form und Höhe der Erhebung variiert über die Breite der Straße. Was an einer Stelle optimal ist, lässt an einer anderen Stelle Ihre Ölwanne im Rückspiegel stehen.

Extrem aggressive, kommerziell hergestellte Bremsschwellen auf Parkplätzen.
Diese sind typischerweise schmal (weniger als einen Fuß breit) und ein paar Zentimeter hoch. Die Höhe der Erhebung bestimmt die Konstruktionsgeschwindigkeit. Hohe sind entworfen, um Fahrzeuge auf ein oder zwei Meilen pro Stunde zu verlangsamen. Die einzige Möglichkeit, diese aggressiven Unebenheiten bequem zu überwinden, besteht darin, die Manager der Geschäfte davon zu überzeugen, sie zu entfernen. Teilen Sie den Besitzern der Geschäfte mit, dass Sie dort nicht mehr einkaufen werden, bis diese Bodenwellen entfernt oder durch weniger aggressive Bremsschwellen ersetzt wurden. Wenn Sie über diese Unebenheiten schneller als die vorgesehene Geschwindigkeit fahren, verringern Sie möglicherweise das Gefühl der Unebenheit für Sie, aber Sie erhöhen auch die Wahrscheinlichkeit, dass Ihr Auto durchschlägt und Ihre Ölwanne hinter sich lässt, und Sie erhöhen auch den Schaden an Ihrem Auto dramatisch Suspension.

Nicht ganz so aggressive, kommerziell hergestellte Bremsschwellen auf Parkplätzen.
Diese Bremsschwellen ähneln den oben genannten, sind aber nicht ganz so hoch wie die aggressiven. Durch die reduzierte Höhe können Sie diese mit einer Geschwindigkeit überfahren, die erheblich über der Konstruktionsgeschwindigkeit liegt. Wenn Sie mit der vorgesehenen Geschwindigkeit über diese Unebenheiten fahren, spüren Sie ein paar Stöße, die langsam gedämpft werden, wenn Ihre Vorderräder und dann Ihre Hinterräder über die Unebenheit fahren. Dies ist eine überdämpfte Reaktion. Wenn Sie mit zu hoher Geschwindigkeit über die Bodenwelle fahren, spüren Sie eine Reihe scharfer Stöße, die Ihr Auto in ein oszillierendes Verhalten versetzen. Dies ist eine unterdämpfte Reaktion. Es gibt einige Zwischengeschwindigkeiten, bei denen das Verhalten Ihres Fahrzeugs kritisch gedämpft wird. Die Geschwindigkeit, die zu einem kritisch gedämpften Ansprechverhalten führt, ist zumindest im Hinblick auf den Fahrgastkomfort die optimale Geschwindigkeit zum Überfahren dieser Bodenwellen.

Auf der anderen Seite, wenn die Ladenbesitzer freundlicherweise ihre übermäßig aggressiven Bodenwellen durch diese schöneren Bodenwellen ersetzt haben und dies auf Ihren Wunsch hin getan haben, möchten Sie vielleicht daran denken, im Gegenzug nett zu sein und mit der Designgeschwindigkeit über diese Bodenwellen zu fahren.

Breitere Bremsschwellen in einer Wohnstraße.
Diese Unebenheiten sind normalerweise einen Meter breit und sollen Fahrzeuge etwas unter die Geschwindigkeitsbegrenzung verlangsamen. Die zusätzliche Breite bedeutet, dass die Zwangsfunktion weniger impulsiv ist als die fußbreiten (oder weniger) Bremsschwellen, die auf Parkplätzen verwendet werden. Richtig ausgeführt, ist die Auslegungsgeschwindigkeit genau diejenige, die in einem typischen Fahrzeug zu einer kritischen Dämpfungsreaktion führt. Wenn Sie ein so typisches Fahrzeug haben, möchten Sie die Bodenwelle etwas unter dem Tempolimit überfahren. Es gibt keine bessere Geschwindigkeit. Die optimale Geschwindigkeit weicht natürlich von der Auslegungsgeschwindigkeit ab, wenn Ihr Fahrzeug atypisch ist.

Sehr breite Bodenschwellen auf einer Nichtwohnstraße.
Diese Bodenschwellen sind typischerweise sehr breit, so breit wie der Radstand eines typischen Fahrzeugs. Diese Geschwindigkeitsbegrenzungen werfen anstößige Fahrzeuge vorübergehend vom Boden ab. Die Designgeschwindigkeit ist wieder genau die Geschwindigkeit, mit der man über diese Bodenschwellen fahren möchte.

Ja, es ist wahr. Ich hatte einen 1990er Toyota Camry und mein Freund hatte einen 1987er Honda Accord. Wenn wir 30 mph über 15 mph Speedbumps gefahren sind, gleitet es direkt hinüber und wenn wir 50 mph über unsere vielen 25 mph Speedbumps auf dem Ramblewood Drive gefahren sind, lebte Columbus Ohio 43235 von 1986/87 bis 1998 auf Maleka Ct 43235 / die Eltern sind 2002 umgezogen. Ich bin mir nicht sicher, ob Wir mussten die Geschwindigkeit genau verdoppeln oder wenn wir höher gehen konnten, um darüber zu gleiten. Wenn wir 50 km/h über 50 km/h fuhren, war es wirklich holprig.