Laukkujen vaikutusta mopon ajo-ominaisuuksiin on pohdiskeltu aika ajoin, mutta silmääni ei ole sattunut tarkempaa analyysiä tai koetilannetta.
Periaattessa sivulaukut ja takalaukku vaikuttaa painon ja ilmanvastuksen johdosta painopisteen siirtymisen takapyörän suuntaan eli etupyörä kevenee ja pyörän jättö kasvaa.
Molemmat tietysti vaikuttavat huonontavasti ajo-ominaisuuksiin. Ilmanvastus lisäksi on riippuvainen nopeudesta, joten suurilla nopeuksilla vaikutus on suurempi.
Teoreettisesti ilmanvastuksen aiheuttama voima voidaan laskea kaavasta:
F = ½ * s * A * Cv * v**2
missä
s=ilman tiheys, merenpinnan tasolla, noin 1.3 kg/m**3
A = boxin poikkipinta-ala neliometreinä edestäpäin katsottuna
Cv = ilmanvastuskerroin, boxeista ei ole tarkkaa mittatietoa, mutta oletan niiden olevan luokkaa 0,5-1, takalaukulle oletetaan 0,8 ja sivulaukuille 0.6
v = nopeus, metriä sekunnissa
Eli ilmanvastus kasvaa suorassa suhteessa boxin poikkipinta-alaan ja vauhdin neliöön. Boksin muodolla on myös merkitystä. Käytännössä kuljettaja, matkustaja ja pyörän katteet aiheuttavat pyörteilyä, joten ilmanpaine ei kohdistu suoraan boxeihin.
Koska laukut sijaitsevat eri paikoissa, niin niiden paino ja ilmanvastuksen vaikutuksessa on huomioitava niiden keskinäiset etäisyydet, eli mikä on niiden vipuvarsi valittuun pisteeseen nähden.
Mopon rakenne voidaan yksinkertaistaa oheisen kaavion mukaiseksi "kaatuneen L-kirjaimen" malliksi, jossa oleelliset osat ovat akseliväli "l" ja laukun etäisyys maasta "h". Laskennalliseksi vipuvarsipisteeksi voidaan valita takarenkaan kosketuspinta maahan. Yksinkertaistuksen vuoksi voidaan lisäksi olettaa, että kyseisen pisteen kautta piirretty kohtisuora on juuri laukkujen etureunan tasalla. Tarkkaan ottaen taka- ja sivulaukkujen etureunat eivät ole samassa linjassa taka-akselin kanssa, mutta näin pienet erot mahtuvat laskentatarkkuuden puitteisiin.
o
| h
O-------O
l
Kun systeemi on tasapainossa, on voimien vaikutusten summa = 0, eli boxin paine takapyörään on yhtäsuuri kuin nosteen vaikutus etupyörään:
Fn * l = Fi * h
missä
Fn = etupyörään vaikuttava noste
l = mopon akseliväli
Fi = boksiin vaikuttava ilmanvastuksen voima
h = boksin keskipisteen korkeus maasta
Eli nostevoima on
Fn = Fi * h/l
Ja sitte eiku laskemaan, oletusarvoja:
40 litran laukut ovat noin 0,4*0,6*0,3 m, joten ilmanvastuskerron takalaukulle on noin 0,24 ja sivulaukulle 0,17
Laukut tyhjänä painaa 4 kg ja matkavarusteiden kera vaikka 8 kg kpl.
Pyörän paino tankattuna ja ajajan kanssa 330 kg ilman laukkuja.
Pyörän akseliväli 1,5 m
Takalaukun keskipisteen korkeus maasta 1,2 m
Sivulaukun keskipisteen korkeus maasta 0,7 m
Laukkujen painon aiheuttamat voimat taka-akselille ovat 3* 8*9, 81 N = 230 N
Ilman laukkuja kummallekin akselille aiheutuu 330*9,81/2 = 1620 N, olettaen 50/50 painonjakaumasuhteeksi
Takalaukkujen aiheuttamat voimat ovat siis:
80km/h 120km/h 160km/h 200km/h
Takalaukku 292 369 477 615
Sivulaukut 295 377 492 639
Yhteensä 587 746 968 1254
Painonjakauma muuttuu
80 km/h 120 km/h 160 km/h 200 km/h
etu/taka % 32/68 27/73 20/80 11/89
Nää on siis karkeita lukemia, ja on vaikea laskemalla selvittää oikeita lukemia, nämä ovat siis jonkinlaisia maksimiarvoja. Laukuilla on siis vaikutusta, etupää kevenee esimerkiksi 120 km/h nopeudella voimalla, joka vastaa ajajan painoa. Ja jos meinaa lähteä Saksaan kokeilemaan autobahnalle kuis kulkee, taitaa olla parasta jättää laukut kotiin ja pistää vermeet tankkilaukkuun ja selkäreppuun, koska eturengas menettää lähes kokonaan painonsa.
Kun painosta menee suurin osa taka-akselille, niin jättökulma vastaavasti kasvaa. Tämän vaikutusta ajo-ominaisuuksiin ei voi arvioida, mutta jättökulma kasvaa nopeuden mukaan kuten yllä.
No millä voi asiaan vaikuttaa?
Aja hiljempää, Suomessa lailliset nopeudet ovat vielä turvallisia.
Ota matkustaja, ilmavirrat ohjautuu paremmin boxien yli ja vipuvarsi-ilmiö pienenee.
Istu suorassa, kyykkyssä ilma iskeytyy suoraan takalaukkuun
Jätä ainakin takalaukku pois yksin ajaessa
Jätä kaikki laukut kotiin ja käytä tankkilaukkua ja reppua
Kiristä takajousien esisäädöt ja lisää takarenkaan ilmanpainetta, niillä voi hillitä jättökulman kasvua.
Laukkuja valitessa kannattaa ottaa poikkipinta-alaltaan pienet laukut ja matalat kiinnitystelineet.
Pitkä ja raskas pyörä on parempi kuin lyhyt ja kevyt. Pidä tankki mahdollisimman täynnä.
Kyykky- ja nakupyörässä vaikutus on suurempi kuin matkapyörissä, joissa on korkea visiiri ja leveät katteet.
Periaattessa sivulaukut ja takalaukku vaikuttaa painon ja ilmanvastuksen johdosta painopisteen siirtymisen takapyörän suuntaan eli etupyörä kevenee ja pyörän jättö kasvaa.
Molemmat tietysti vaikuttavat huonontavasti ajo-ominaisuuksiin. Ilmanvastus lisäksi on riippuvainen nopeudesta, joten suurilla nopeuksilla vaikutus on suurempi.
Teoreettisesti ilmanvastuksen aiheuttama voima voidaan laskea kaavasta:
F = ½ * s * A * Cv * v**2
missä
s=ilman tiheys, merenpinnan tasolla, noin 1.3 kg/m**3
A = boxin poikkipinta-ala neliometreinä edestäpäin katsottuna
Cv = ilmanvastuskerroin, boxeista ei ole tarkkaa mittatietoa, mutta oletan niiden olevan luokkaa 0,5-1, takalaukulle oletetaan 0,8 ja sivulaukuille 0.6
v = nopeus, metriä sekunnissa
Eli ilmanvastus kasvaa suorassa suhteessa boxin poikkipinta-alaan ja vauhdin neliöön. Boksin muodolla on myös merkitystä. Käytännössä kuljettaja, matkustaja ja pyörän katteet aiheuttavat pyörteilyä, joten ilmanpaine ei kohdistu suoraan boxeihin.
Koska laukut sijaitsevat eri paikoissa, niin niiden paino ja ilmanvastuksen vaikutuksessa on huomioitava niiden keskinäiset etäisyydet, eli mikä on niiden vipuvarsi valittuun pisteeseen nähden.
Mopon rakenne voidaan yksinkertaistaa oheisen kaavion mukaiseksi "kaatuneen L-kirjaimen" malliksi, jossa oleelliset osat ovat akseliväli "l" ja laukun etäisyys maasta "h". Laskennalliseksi vipuvarsipisteeksi voidaan valita takarenkaan kosketuspinta maahan. Yksinkertaistuksen vuoksi voidaan lisäksi olettaa, että kyseisen pisteen kautta piirretty kohtisuora on juuri laukkujen etureunan tasalla. Tarkkaan ottaen taka- ja sivulaukkujen etureunat eivät ole samassa linjassa taka-akselin kanssa, mutta näin pienet erot mahtuvat laskentatarkkuuden puitteisiin.
o
| h
O-------O
l
Kun systeemi on tasapainossa, on voimien vaikutusten summa = 0, eli boxin paine takapyörään on yhtäsuuri kuin nosteen vaikutus etupyörään:
Fn * l = Fi * h
missä
Fn = etupyörään vaikuttava noste
l = mopon akseliväli
Fi = boksiin vaikuttava ilmanvastuksen voima
h = boksin keskipisteen korkeus maasta
Eli nostevoima on
Fn = Fi * h/l
Ja sitte eiku laskemaan, oletusarvoja:
40 litran laukut ovat noin 0,4*0,6*0,3 m, joten ilmanvastuskerron takalaukulle on noin 0,24 ja sivulaukulle 0,17
Laukut tyhjänä painaa 4 kg ja matkavarusteiden kera vaikka 8 kg kpl.
Pyörän paino tankattuna ja ajajan kanssa 330 kg ilman laukkuja.
Pyörän akseliväli 1,5 m
Takalaukun keskipisteen korkeus maasta 1,2 m
Sivulaukun keskipisteen korkeus maasta 0,7 m
Laukkujen painon aiheuttamat voimat taka-akselille ovat 3* 8*9, 81 N = 230 N
Ilman laukkuja kummallekin akselille aiheutuu 330*9,81/2 = 1620 N, olettaen 50/50 painonjakaumasuhteeksi
Takalaukkujen aiheuttamat voimat ovat siis:
80km/h 120km/h 160km/h 200km/h
Takalaukku 292 369 477 615
Sivulaukut 295 377 492 639
Yhteensä 587 746 968 1254
Painonjakauma muuttuu
80 km/h 120 km/h 160 km/h 200 km/h
etu/taka % 32/68 27/73 20/80 11/89
Nää on siis karkeita lukemia, ja on vaikea laskemalla selvittää oikeita lukemia, nämä ovat siis jonkinlaisia maksimiarvoja. Laukuilla on siis vaikutusta, etupää kevenee esimerkiksi 120 km/h nopeudella voimalla, joka vastaa ajajan painoa. Ja jos meinaa lähteä Saksaan kokeilemaan autobahnalle kuis kulkee, taitaa olla parasta jättää laukut kotiin ja pistää vermeet tankkilaukkuun ja selkäreppuun, koska eturengas menettää lähes kokonaan painonsa.
Kun painosta menee suurin osa taka-akselille, niin jättökulma vastaavasti kasvaa. Tämän vaikutusta ajo-ominaisuuksiin ei voi arvioida, mutta jättökulma kasvaa nopeuden mukaan kuten yllä.
No millä voi asiaan vaikuttaa?
Aja hiljempää, Suomessa lailliset nopeudet ovat vielä turvallisia.
Ota matkustaja, ilmavirrat ohjautuu paremmin boxien yli ja vipuvarsi-ilmiö pienenee.
Istu suorassa, kyykkyssä ilma iskeytyy suoraan takalaukkuun
Jätä ainakin takalaukku pois yksin ajaessa
Jätä kaikki laukut kotiin ja käytä tankkilaukkua ja reppua
Kiristä takajousien esisäädöt ja lisää takarenkaan ilmanpainetta, niillä voi hillitä jättökulman kasvua.
Laukkuja valitessa kannattaa ottaa poikkipinta-alaltaan pienet laukut ja matalat kiinnitystelineet.
Pitkä ja raskas pyörä on parempi kuin lyhyt ja kevyt. Pidä tankki mahdollisimman täynnä.
Kyykky- ja nakupyörässä vaikutus on suurempi kuin matkapyörissä, joissa on korkea visiiri ja leveät katteet.
