Renkaiden epätasapainon, ilmanpaineen ja ... - TransEco

62Tarkastellaan ensin tilannetta, kun epätasapainosta aiheutuvalla voimalla onkomponentti ylöspäin (Kuva 47). Oletetaan että iskunvaimentajaan kuluva energia häviäälämmöksi. Kaikkeen muuhun sitoutuvan energian voidaan olettaa palautuvan ilmanhäviöitä. Mallissa (Liite B) jousen (k 2 ) puristuma saadaan vähentämällä paikan 2muutoksesta (x 2 ) paikan 1 muutos (x 1 ). Esimerkkiarvoilla suurimmaksi siirtymäksi saadaanilman vaimennuksia (Liite C) noin 0,58 mm ja vaimentimien kanssa 0,18 mm.Vaimentamaton värähtely ei ole harmonista, joten sen arvona käytetään suurintaesiintynyttä puristumaa. Mallinnustuloksista voidaan nähdä, että liike jää käytännössäkokonaan jousittamattoman massan (m 1 ) liikehdinnäksi, sillä ajoneuvon (pyöränkuormanm 2 ) liikematkat x 2 ovat erittäin pieniä, luokkaa 0,023 mm. Vaimennetun javaimentamattoman liikkeen liikematkojen eroista voidaan laskea muodostuvanenergiahäviön suuruus. Jousittamattoman massan voidaan ajatella jäävän siirtymättävaimennuksen takia 0,4 mm. Kaavalla 6 saadaan lasketuksi kyseisellä siirtymäerollajouseen varastoituvan energian määräksi 0,040 J. Tämän energiamäärän voidaan ajatellahukkuvan jokaista pyörän kierrosta kohden iskunvaimentimeen.1 kx2E2P= , missä k = jousivakio ja x = siirtymä 6Vastaavanlainen tilanne voidaan olettaa tapahtuvan myös renkaassa voiman komponentinvaikuttaessa alaspäin. Oletetaan vaikutukseltaan suurempi tilanne eli epätasapainokohta eitukeudu tiekosketukseen. Sillä on siten koko ajan pyörän keskiakselia alaspäin vetävävoiman komponentti ollessaan renkaan keskilinjan alapuolella. Tällöin voima puristaarengasta tien pintaa vasten. Esimerkkiarvoilla laskelmassa renkaan puristuma on ilmanvaimennusta noin 0,55 mm ja vaimennettuna noin 0,18 mm (Liite D). Vaimentamattomastavärähtelystä käytetään jälleen suurinta saavutettua arvoa. Kaavalla 6 saadaan laskettuarenkaan jousiominaisuuksiin varastoituva energioiden ero eri tilanteissa. Esimerkkiarvojakäyttämällä energiaeroksi saadaan 0,068 J kierrosta kohden.Yhteensä yhdellä renkaan pyörähdyksellä hukkuu energiaa 0,10845 J. Esimerkkirengaspyörähtää 100 km matkalla noin 30600 kertaa, jolloin energiaa kuluu 3,319 kJ.Käyttämällä kokonaishyötysuhteena optimia 40 % arvoa, tarvitaan polttoaineesta energiaanoin 8,3 kJ. Diesel­polttoaine puolestaan sisältää energiaa 43 MJ/kg ja on tiheydeltään0,84 kg/l eli 1 litra sisältää 36,1 MJ. Yhden renkaan epätasapaino nostaa moottorinpolttoaineenkulutusta siis noin 0,000229 litraa/100km. Jos ajoneuvoyhdistelmässä on 20