Гидравлические дисковые тормоза - общее трение в зависимости от размера ротора

У меня гидравлический дисковый дорожный велосипед с ротором 160 мм спереди и 140 мм сзади. Установка точно такая же спереди и сзади, за исключением размера ротора. Я хотел бы знать несоответствие между усилием, которое я должен был бы приложить к тормозному рычагу, чтобы общее трение или тормозная сила были равны спереди и сзади, для данной скорости на заданном расстоянии, до полной остановки, т.е. работа, совершаемая каждым из них, должна быть абсолютно одинаковой. Поскольку 140-мм ротор составляет 7/8 размера 160-мм, у меня возникнет соблазн сказать, что одинаковое усилие рычага создаст 7/8 трения на задней части, но я уверен, что это нечто большее.

Так, например, если я еду со скоростью 10 миль в час и останавливаюсь на высоте более 100 футов, насколько сильно мне придется тянуть каждый рычаг (как соотношение переднего тормоза/заднего тормоза), чтобы убедиться, что мой импульс преобразуется точно в одинаковое количество тепла от каждого ротора соответственно?

Хм, рычаг тормоза дает механическое преимущество, помогающее нажимать на гидравлический цилиндр. Я думаю, что из-за этого недостаточно информации для научного ответа на этот вопрос. Как бы вы хотели, чтобы сила, которую вы прилагаете, выражалась в любом случае? Если вы ищете число, например, сколько ньютонов нужно приложить для достижения одинаковых результатов от каждого диска, что ж... Мне было бы очень любопытно, как бы вы использовали эти числа, чтобы повлиять на ваши привычки торможения... В противном случае, если вы хотите попытаться сделать ваше торможение примерно одинаковым. Может быть, я не в теме, хотя
@renesis Я не ищу силу в ньютонах, просто соотношение и то, как это соотношение было получено. Что-то вроде «Мне нужно тянуть заднюю часть с усилием в 8/7 от силы передней, чтобы обеспечить равномерный сброс скорости». Подумав об этом, я уверен, что угловой момент должен каким-то образом учитываться в ответе. Практически, я не собираюсь сознательно тянуть заднюю часть сильнее при торможении, я просто хочу знать для ознакомления, а также определить износ колодок и замену.
Попался. Так что это скорее академический вопрос, чем прикладной. Что ж, если рядом не окажется никого, кто мог бы ответить на ваш вопрос, вы можете попробовать еще раз на physics.stackexchange.com . Просто предложение.
@renesis спасибо за предложение. Я думаю, что я собираюсь снять его и опубликовать вопрос в сообществе физиков, сформулированный немного по-другому.
Диск большего размера остывает быстрее, поэтому вам может потребоваться учитывать дополнительное тепло на заднем диске при расчете создаваемой фиктивности и давления. Если это так, то необходимо учитывать скорость торможения. Я думаю, что в конце концов (как предложил @renesis) лучше всего задать вопрос по физике.
Почему вы хотите, чтобы тормозная сила была одинаковой спереди и сзади? Передняя часть больше, потому что переднее колесо имеет большую тормозную способность. При торможении вес смещается на переднее колесо. То же тепло - это другой вопрос.

Ответы (5)

Не беспокойтесь о равном крутящем моменте. Переднее колесо будет выполнять до девяноста процентов работы на максимальной остановке. Вы научитесь модулировать заднюю часть, чтобы предотвратить блокировку. Равное давление подойдет для обычных остановок.

В вашем вопросе есть некоторые предположения, на которые практически невозможно ответить.

  1. Торможение не является статической операцией.

Трение любого колеса прямо пропорционально весу, поддерживаемому этим колесом в данный момент. При торможении эффективный «вес» перемещается с обоих колес почти полностью на переднее колесо. Чем сильнее вы тормозите только заднее колесо, тем быстрее оно заблокируется.

  1. Эффективное торможение заключается не в абсолютной тормозной силе, а в модуляции.

Почти любой тормоз может заблокировать колесо, и как только вы заблокируете колесо, ваш тормозной путь не станет короче[1], и вы в значительной степени потеряете контроль над тем, куда движется велосипед. Смысл больших дисков не в том, чтобы увеличить абсолютную тормозную способность, а в том, чтобы улучшить контроль и рассеивание тепла. Разница в рычагах между 140-мм и 160-мм роторами по сравнению с гораздо большим диаметром колеса довольно минимальна:

140/700 = 0,2

160/700 = 0,228

Диск большего размера позволяет вам приблизиться к точке блокировки, а также меньше тормозит из-за нагрева. На жаргоне MTB больший ротор обеспечивает лучшую «модуляцию», что означает контроль тормозной способности, а не абсолютной тормозной способности.

Ответом на ваш вопрос является не простое соотношение, а кривая, являющаяся решением относительно сложной системы дифференциальных уравнений.

[1] - В зависимости от поверхности, это может стать длиннее.

При одинаковой силе, прикладываемой к цилиндру и из тех же материалов, с тем же размером колодки, ротор большего размера будет иметь большее «плечо рычага» и будет более «эффективным» пропорционально диаметру.

Я знаю это, больший ротор создаст больший крутящий момент на колесе. Я хотел бы знать, какое соотношение сил - тяга переднего/заднего рычага - заставит два ротора разного размера работать на одинаковой скорости. 160 мм спереди, 140 мм сзади или любое соотношение в этом отношении. В этом случае вам придется сильнее тянуть заднюю часть. Я спрашиваю, насколько сложнее.
@ebrohman - Вы можете грубо предположить, что при тормозном усилии выше 30% усилие на рычаге пропорционально крутящему моменту на колесе.
ИМХО это правильно. Размер заднего диска составляет 7/8 размера переднего, поэтому одно и то же давление создает 7/8 крутящего момента. Чтобы получить такой же крутящий момент, требуется, чтобы 8/7 давления спереди было приложено к задней части.
@ andy256 andy256 вот о чем я думал, но это кажется слишком простым. Я ищу, чтобы увидеть, что фактический расчет. Как сказал maatnz, больший ротор охлаждается быстрее, над ним проходит больше воздуха и т. д.
@ebrohman - Для большинства материалов в «среднем» диапазоне работы (где, вероятно, будут работать тормоза) «коэффициент трения» является почти постоянным, что означает, что трение скольжения прямо пропорционально давлению суппорта.

Ваш простой ответ по существу правильный. Гидравлическая система будет поддерживать довольно постоянное механическое преимущество, а потери на трение будут незначительными. Таким образом, увеличение усилия на 8/7 сзади обеспечит одинаковый крутящий момент на каждом колесе при условии, что реакция трения колодок является линейной. Как уже отмечалось, одинаковые крутящие моменты не будут иметь большого значения, поскольку каждое колесо находится под разной нагрузкой. Или, другими словами, пока оба колеса сохраняют контакт с дорогой, они оба будут замедляться с одинаковой скоростью, независимо от того, какой тормоз вы используете...

При плавном торможении:

Предполагая идентичную гидравлику, колодки и материал ротора, трение будет линейным с приложенной силой. Однако больший диск движется быстрее мимо суппорта, увеличивая расстояние, на котором действует трение, и, следовательно, мощность торможения. Соотношение будет около 7/8 (с большим ротором, требующим меньшего усилия) с некоторой поправкой на тот факт, что колодки не находятся на краю диска (что делает разницу несколько большей).

Но:

Торможение вызывает перенос веса — заднее колесо имеет тенденцию подниматься, в то время как переднее несет больший вес. Это означает, что заднее колесо будет проскальзывать при значительно меньшей тормозной мощности, чем переднее (я слышал, что это примерно на 50% для обычных конструкций). Это означает, что при некоторых условиях некоторые уровни мощности торможения, достижимые с помощью переднего тормоза, будут невозможны с задним.

(Подробное обсуждение того, как сбалансировать и совместить использование переднего и заднего тормоза, выходит за рамки этого вопроса.)

Гидравлические дисковые тормоза - общее трение в зависимости от размера ротора
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v