Fahrrad- und Motorradgeometrie

Fahrrad- und Motorradgeometrie ist die Sammlung von Schlüsselmessungen (Längen und Winkeln), die eine bestimmte Fahrradkonfiguration definieren. Primär unter diesen sind Radstand, Lenkachswinkel, Gabelversatz und Pfad. Diese Parameter haben einen großen Einfluss darauf, wie a Fahrradgriffe.
Radstand
Radstand ist der horizontal Abstand zwischen den Zentren (oder den Bodenkontaktpunkten) der vorderen und hinteren Räder. Radstand ist eine Funktion der hinteren Rahmenlänge, des Lenkachswinkels und der Gabelversatz. Es ähnelt dem Begriff Radstand Wird für Automobile und Züge verwendet.
Radstand hat einen großen Einfluss auf die Längsstabilität eines Fahrrads,[Klarstellung erforderlich] zusammen mit der Höhe der Massezentrum des kombinierten Fahrrads und Reiters. Kurze Fahrräder sind viel besser für die Ausführung geeignet WHELLIES und Stoppies.
Lenkachlenwinkel

Der Winkel der Lenkachse heißt Zaubernderwinkel Wenn aus der vertikalen Achse gemessen oder Kopfwinkel Bei gemessenen horizontalen Achse. Das Lenkachse ist der Achse über die der Lenkmechanismus (Gabel, Lenker, Vorderrad usw.) schwenkt. Der Winkel der Lenkachse entspricht normalerweise dem Winkel des Kopfrohr.
Fahrradkopfwinkel
Im FahrräderDer Winkel der Lenkachse wird aus der Horizontalen gemessen und die genannt Kopfwinkel; Ein 90 ° Kopfwinkel wäre vertikal. Zum Beispiel Lemond[1] bietet an:
- Ein 2007 Filmore, der für den Track entwickelt wurde, mit einem Kopfwinkel, der je nach Rahmengröße zwischen 72,5 ° bis 74 ° variiert
- Ein 2006er Tete De -Kurs, der für Straßenrennen entwickelt wurde, mit einem Kopfwinkel, der je nach Rahmengröße zwischen 71,25 ° bis 74 ° variiert.
Aufgrund der Vordergabel -Federung modern Mountainbikes-im Gegensatz zu Roadbikes- Nehmen Sie an, dass sie lockerer Kopfrohrwinkel haben, im Allgemeinen etwa 70 °, obwohl sie nur 62 ° (abhängig von der Einstellung der Rahmengeometrie) sein können.[2]
Mindestens ein Hersteller, Cane Creek, bietet einen Nachmarkt an Fadenloses Headset Das ermöglicht das Ändern des Kopfwinkels.[3]
Motorrad -Rechenwinkel
Im MotorräderDer Winkel der Lenkachse wird aus der Vertikalen gemessen und die genannt Zaubernderwinkel, Rechenwinkel, oder nur Rechen;[4] Ein 0 ° -Schar ist daher vertikal. Zum Beispiel Moto Guzzi[5] bietet an:
- A 2007 Breva V 1100 mit einem Rechen von 25 ° 30 '(25,5 Grad)
- A 2007 Nevada Classic 750 mit einem Rechen von 27,5 °
Gabelversatz
Das Gabelversatz ist der aufrecht Entfernung von der Lenkachse zur Mitte des Vorderrads.
Im Fahrräder, gabel offset heißt ebenfalls genannt Gabelrake. Straßenrennen Fahrradgabeln einen Versatz von 40–50 mm (1,6–2,0 Zoll) haben.[6]
Der Offset kann implementiert werden, indem die Gabeln geschwenkt, eine senkrechte Lasche an den unteren Enden hinzugefügt, die Gabelblatthöhlen der Gabelkrone vor dem Steuern ausgeht oder die Gabeln in der Krone in einem Winkel zum Steuerrohr montiert. Die Entwicklung von Gabeln mit Kurven wird auf George Sänger.[7]
Im Motorräder mit Teleskop Gabelröhrchen, Fork -Offset kann von beiden eins implementiert werden Offset in dem Dreifachbaum, Hinzufügen a dreifacher Baumrake[8] (normalerweise in Grad von 0) zu den Gabelröhrchen gemessen, wenn sie sich in den Dreifachbaum befinden, oder eine Kombination der beiden.[9] Andere, weniger kommunale Motorradgabeln, wie z. B. nachfolgende Link oder führende Linkgabeln, können Offset um die Länge der Link -Arme implementieren.
Gabellänge
Die Länge einer Gabel wird parallel zum Lenkrohr von der unteren Gabelkronenlager bis zur Achsmitte gemessen.[10]
Pfad

Pfad ist der horizontal Entfernung von dem Ort, an dem das Vorderrad den Boden so bis zum Ort berührt Lenkachse schneidet den Boden. Die Messung wird berücksichtigt positiv Wenn sich der Kontaktpunkt der Vorderrad gemahlen hat, ist der Kreuzungspunkt der Lenkachse mit dem Boden hinten (hinten des Fahrrads). Die meisten Fahrräder haben einen positiven Pfad, wenn auch einige, wie die Zwei-Mass-Skate-Fahrrad Und der Python Lowracer hat eine negative Spur.[11]
Trail wird oft als wichtige Determinante für Fahrradhandhabungseigenschaften bezeichnet.[12][13] und wird manchmal in Geometriedaten der Fahrradhersteller aufgeführt. Wilson und Papodopoulos argumentieren das mechanischer Weg kann eine wichtigere und informativere Variable sein,[14] Obwohl beide Ausdrücke fast dasselbe beschreiben.
Trail ist eine Funktion des Lenkachswinkels, der Gabelversatz und der Radgröße. Ihre Beziehung kann durch diese Formel beschrieben werden:[15]
- und
wo ist Radradius, ist der Fahrradkopfwinkel aus dem horizontalen, gemessen, ist der Motorrad -Rechenwinkel, gemessen aus der vertikalen und Ist der Gabelversatz. Die Spur kann erhöht werden, indem die Radgröße erhöht, der Kopfwinkel verringert oder gelockert wird oder die Verringerung der Gabelversatz. Der Weg nimmt mit zunehmendem Kopfwinkel ab (wird steiler), wenn der Gabelversatz zunimmt oder mit dem Raddurchmesser abnimmt.
Motorradfahrer neigen dazu, von Trail in Bezug auf zu sprechen Rechenwinkel. Je größer der Rechenwinkel ist, desto größer ist der Weg. Beachten Sie, dass der Kopfwinkel auf einem Fahrrad mit zunehmender Rechenwinkel abnimmt.
Der Weg kann variieren, wenn sich das Fahrrad lehnt oder steuert. Bei herkömmlicher Geometrie nimmt die Wanderwege ab (und der Radstand nimmt zu, wenn der Abstand zwischen den Bodenkontaktpunkten und nicht zwischen Hubs gemessen wird), wenn sich das Fahrrad lehnt und in Richtung der Magerung steuert.[16] Der Trail kann auch variieren, wenn die Suspension beispielsweise als Reaktion auf das Bremsen aktiviert wird. Als Teleskopgabeln Kompress aufgrund von Lastübertragung Während des Brems nehmen der Weg und der Radstand beide ab.[17][Selbstveröffentlichte Quelle?] Mindestens ein Motorrad, die Motoczysz C1, hat eine Gabel mit einstellbarem Weg von 89 bis 101 mm [3,50 bis 3,98 Zoll].[18]
Mechanischer Weg
Mechanischer Weg ist der aufrecht Abstand zwischen dem Lenkachse und der Kontaktpunkt zwischen dem Vorderrad und dem Boden.[19] Es kann auch als bezeichnet werden Normaler Weg.[20] In jedem Fall ist sein Wert gleich dem Zähler im Ausdruck für Trail.
- , und
Obwohl das wissenschaftliche Verständnis der Fahrradsteuerung unvollständig bleibt,[14] Der mechanische Weg ist sicherlich eine der wichtigsten Variablen bei der Bestimmung der Handhabungseigenschaften eines Fahrrads. Eine Spur von Null kann einige Vorteile geben:[21]
- Der Einfluss der Position des Druckungszentrums der Windkräfte, die von der Seite kommen, wird beseitigt
- Der Radflop -Effekt (siehe unten) wird beseitigt
Fachkundige und alarmierte Fahrer haben möglicherweise mehr Pfadkontrolle, wenn der mechanische Pfad niedriger ist, während ein höherer Weg bekannt ist, dass ein Fahrrad einfacher zu fahren ist, "keine Hände" zu fahren, und somit subjektiver stabil.
Radflop
Radflop bezieht sich auf das Lenkverhalten, bei dem ein Fahrrad oder Motorrad aufgrund des "Vorderrads floppt", wenn der Lenker gedreht wird, mehr als erwartet. Radflop wird durch das Absenken des vorderen Ende eines Fahrrads oder eines Motorrads verursacht, da der Lenker von der Position "geradeaus vorwärts" weggedreht wird. Dieses Senkungsphänomen erfolgt gemäß der folgenden Gleichung:
wo:
- = "Rad Flop -Faktor", der Abstand, in dem die Mitte der Vorderradachse abgesenkt wird, wenn der Lenker von der geringen Position bis zu einer Position von 90 Grad von der Gerade entfernt wird
- = Trail
- = Kopfwinkel
Da Radflop die Absenkung des vorderen Ende eines Fahrrads oder eines Motorrads beinhaltet, führt die Kraft aufgrund der Schwerkraft dazu, dass die Lenkerrotation mit zunehmender Rotationsgeschwindigkeit und ohne zusätzlichen Fahrereingang am Lenker fortgesetzt wird. Sobald der Lenker gedreht ist, muss der Fahrer das Drehmoment auf den Lenker auftragen, um sie wieder in die geringe Position zu bringen und das vordere Ende des Fahrrads oder Motorrads wieder auf die ursprüngliche Höhe zu bringen.[22] Die Rotationsträge des Vorderrads verringert den Schweregrad des Radflop -Effekts, da das Drehmoment zum Einleiten oder Beschleunigen der Richtung des Vorderrads erforderlich ist.
Gemäß der oben aufgeführten Gleichung erhöht das Erhöhen des Weges und/oder die Verringerung des Kopfwinkels den Radflop -Faktor auf einem Fahrrad oder Motorrad, wodurch das Drehmoment erhöht wird, das erforderlich ist, um die Lenker wieder in die Geradenposition zu bringen und die Tendenz des Fahrzeugs zu erhöhen Um sich plötzlich von einer Kurve zu befreien. Wenn das vom Vorderrad des Fahrzeugs getragene Gewicht entweder durch Erhöhen der Masse des Fahrzeugs, des Fahrers und der Fracht oder durch Änderung des Gewichtsverhältnisses, um den Massenzentrum nach vorne zu ändern, erhöhen, erhöht die Schwere des Radflop -Effekts. Erhöhen Sie die Rotationsträgheit des Vorderrads durch Erhöhen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und die Drehzahl des Rades neigen dazu, den Radfloppeffekt zu entgegenzuwirken.
Eine bestimmte Menge an Radflop wird allgemein als wünschenswert angesehen. Fahrrad vierteljährlich Die Zeitschrift erklärt: "Ein Fahrrad mit zu wenig Radflop wird in seinen Reaktionen auf Lenkereingänge träge sein. Ein Fahrrad mit zu viel Radflop neigt dazu, seine Linie bei niedrigen und mäßigen Geschwindigkeiten von der Linie zu wechseln."[23]
Modifikationen
Gabeln können modifiziert oder ersetzt werden, wodurch die Geometrie des Fahrrads verändert wird.
Wechsel der Gabellänge
Die Erhöhung der Länge der Gabel, beispielsweise durch Wechsel von starr zur Suspension, erhöht die Vorderseite eines Fahrrads und verringert somit den Kopfwinkel.[10] Die Verlängerung der Gabel würde den gegenteiligen Effekt auf das Rechen eines Motorrads haben, da Rake in die entgegengesetzte Richtung gemessen wird.
Eine Faustregel ist eine Änderung der Gabellänge um 10 mm, die eine halbe Grad-Änderung des Lenkachswinkels ergibt.
Wechseln von Gabelversatz
Wenn der Versatz einer Gabel erhöht wird, verringert sich die Spur und verkürzt die Gabel, wenn sie auf einer bestehenden Gabelung ohne Verlängerung der Klingen durchgeführt werden.[24]
Rechtliche Anforderungen
Der Zustand Norddakota (USA) hat minimale und maximale Anforderungen an Rake und Trail für "Herstellung, Verkauf und sicherer Betrieb eines Motorrads auf öffentlichen Autobahnen".[25]
"4. Alle Motorräder, außer mit dreirädernem Motorrädern, müssen die folgenden Spezifikationen in Bezug auf die Geometrie vorderen Rad erfüllen:
- Maximum: Rechen: 45 Grad; Weg: 14 Zoll [35,56 Zentimeter] positiv
- Minimum: Rechen: 20 Grad; Weg: 2 Zoll [5,08 Zentimeter] positiv
Die Angaben des Herstellers müssen den spezifischen Rechen und die Spur für jedes Motorrad oder jede Motorradklasse und die Begriffe "Rake" und "Trail" durch den Direktor durch Regeln definiert werden, die gemäß Kapitel 28–32 angenommen wurden. "
Andere Aspekte
Für andere Aspekte der Geometrie wie Ergonomie oder beabsichtigte Verwendung siehe die Fahrradrahmen Artikel. Zum Motorräder Die anderen geometrischen Hauptparameter sind die Sitzhöhe und der relative Fußstift und die Lenkerplatzierung.
Siehe auch
Verweise
- ^ "Lemond Racing Cycles". 2006. archiviert von das Original am 4. August 2006. Abgerufen 8. August 2006.
- ^ Paul Aston (28. September 2015). "Erste Fahrt: Nicolai Mojo Geometron". Pinkbike. Abgerufen 26. Februar 2017.
Geometron -Details: 62–63,5 ° Kopfwinkel, abhängig von Schock und Gabellänge.
- ^ Matt Pacocha (23. Dezember 2011). "Cane Creek Angleset Review". Bikeradar. Abgerufen 14. April 2013.
- ^ Rider -Mitarbeiter (30. Juni 2009). "Suspendierung und Verständnis von Motorrad -Rechen und Trail". Ridermagazin. Abgerufen 14. Dezember 2013.
Rake ist der Winkel in Grad, dass der Lenkkopf des Rahmens ... von der Vertikalen zurückkippt wird
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hat generischen Namen (Hilfe) - ^ "Moto Guzzi USA". 2006. archiviert von das Original am 12. Dezember 2006. Abgerufen 11. Dezember 2006.
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- ^ Kevin Atkinson (2013). Die Sänger -Geschichte: Die Autos, Nutzfahrzeuge, Fahrräder und Motorräder. Veloce Publishing Ltd. Abgerufen 14. Dezember 2013.
Die gekrümmten Frontgabeln eines Fahrrads sind ein George -Sänger -Patent und werden heute noch verwendet.
- ^ "Rake & Trail Taschenrechner". RB -Rennen. Abgerufen 14. Dezember 2013.
- ^ Hornsby, Andy (2006). "Zurück zur Schule". Archiviert von das Original am 4. April 2005. Abgerufen 12. Dezember 2006.
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- ^ Cossalter, Vittore (2006). Motorraddynamik (Zweite Ausgabe). Lulu.com. p. 234. ISBN 978-1-4303-0861-4.[selbstveröffentlichte Quelle]
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- ^ Tony Foale (2006). Motorradhandhabung und Chassis -Design: Kunst und Wissenschaft. p. 3-1. ISBN 9788493328634. Abgerufen 18. Oktober 2013.
Der Abstand zwischen dem Bodenkontakt und der Lenkachse, gemessen im rechten Winkel zu dieser Achse. Die SAE bezieht sich auf [dies] als "mechanische Trail"
- ^ Vittore Cossalter (2006). Motorraddynamik. p. 32. ISBN 9781430308614. Abgerufen 18. Oktober 2013.
Normaler Weg ist der senkrechte Abstand zwischen dem vorderen Kontaktpunkt und der Lenkkopfachse
- ^ Watkins, Gregory K. "Die dynamische Stabilität eines voll verzeichneten einspurigen menschlichen Fahrzeugs" (PDF). Archiviert von das Original (PDF) am 17. Juli 2006. Abgerufen 23. August 2006.
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