Micropuller

[fgijsen]

Hoi allemaal,

Hier een kleine introductie. Ik bouw al enkele jaren micropullers (hobby) www.micropulling.nl. Deze pullers zijn technische hoogstandjes, zo worden er materialen gebruikt als titanium en vliegtuig aluminium. De pullers worden door de leden zelf gebouwd, ook de aandrijflijn, differentieel, centrifugaal koppeling enz. Zelfs zijn er leden die een eigenbouw turbine op een puller bouwen.

Doorelkaar heen mag je wel zeggen dat wij erg handige mensen zijn. Uhm, maar wij zijn niet zo handig in berekeningen. Het meerendeel gebeurt dan nu op gevoel en inzicht, het nadeel ervan is dat je soms 3 keer iets moet maken om tot het gewenste resultaat te komen. Dus soms is het erg gemakkelijk om een bepaalde theoretische basis te hebben om iets kunnen bouwen. Mijn vraag en oproep is dan ook of er leden op dit forum zijn die ons een duwtje in de goede richting zouden kunnen geven.

Om maar eens een paar vragen op te werpen:

Bestaat er een mogelijkheid om het theoretisch benodigde vermogen en energie te bepalen die nodig is voor een run. We zouden hier namelijk onze aandrijflijn op aan kunnen passen.

Wat we weten:

De pullers hebben rubberen banden met nokken, een diameter van 165mm een breedte van 110mm. Ik moet erbij vermelden dat door de hoge wielspin die we toepassen (80-100km/uur) het raakvlak van de band kleiner wordt dan de vermelde 110mm (centrifugaalkracht). De kleibaan waar we op rijden heeft een lengte van 15 meter. De sleepwagen die we trekken heeft een gewicht van 25 kg. Hoe korter we bij de finish komen hoe meer van dit gewicht op de sleepvoet komt, de sleepvoet is een plaat staal van 300mm x 400mm. Die over de klei glijdt en dus steeds moelijker gaat glijden. Afhankelijk van de klasse leggen we deze afstand af in 7-10 seconde.

Is hier eventueel een excelletje van te maken zodat we bijvoorbeeld de tijd, gewicht van de sleepwagen kunnen aanpassen?

Wij gebruiken model methanol motoren 2 takt/4 takt met uiteenlopende toerentallen en vermogens.

Is er een formule in excel te bedenken waarmee wij het gewicht/diameter/breedte van de schoenen van de koppeling mee zouden kunnen berekenen??

Als voorbeeld: 2 cylinder 4 takt motor, 50cc inhoud, stationeer 2500 rpm, max 9000 rpm, opgegeven vermogen 5,5Kw.

Nog even dit, wij zijn niet comercieel, dit is puur hobby. Wij zijn geen natuurkundigen, maar we willen wel graag wat gebruik maken van de bestaande middelen en niet steeds weer het wiel opnieuw uitvinden.

Mensen die ons zouden willen helpen kunnen uiteraard ook rechtstreeks mailen.

Alvast bedankt,

 

[m.vogelzangs]

Hallo Frank,

Ik heb hier een Excel opzet je gemaakt waarmee je de benodigde energie en vermogen kunt bepalen voor een mircopuller. Je moet maar even kijken of het kan kloppen met de vermogens die je nu gebruikt. Ik vind het behoorlijk hoge vermogens. Ik ben wel een beetje thuis in trekker-pulling maar niet echt in micro-pullers, maar vind het wel leuk om die pullers bezig te zien.

En wat betreft de koppeling, dan zou ook te berekenen moeten zijn. Maar daarvoor om ik even de boeken in duiken.

Laat maar even weten of dat het excel bestand kan kloppen.

Groeten,

Marcel

[Sjakko]

Hallo Frank,

Ik heb hier een Excel opzet je gemaakt waarmee je de benodigde energie en vermogen kunt bepalen voor een mircopuller. Je moet maar even kijken of het kan kloppen met de vermogens die je nu gebruikt. Ik vind het behoorlijk hoge vermogens.

Ja inderdaad, je omrekening van Watts naar pk klopt niet.

1kW=1.36PK (ongeveer)

Laat maar even weten of dat het excel bestand kan kloppen.

Ik ben bang dat er weinig van klopt.

Arbeid=massa*zwaartekrachtversnelling*afstand

Vermogen1=arbeid/tijd

Vermogen2=massa*zwaartekrachtversnelling*pi*wieldiameter/1000*wielsnelheid/3.6

Alleen Vermogen1=arbeid/tijd klopt een beetje (maar de uitkomst niet want je arbeid klopt niet). Dit is namelijk het "gemiddelde benodigd effectieve vermogen" (dus bij een rendement van 100%). De rest snijdt geen hout.

Ik denk dat het erg lastig word om theoretisch echt nuttige getallen te kunnen produceren. Je mist sowieso gegevens. Daarnaast zijn er altijd onzekerheden. Ik denk echter wel dat je uit de theorie zeker wat nuttige richtlijnen kunt halen. Met de aanname dat je de grip van de wielen optimaal kunt benutten, kun je bijvoorbeeld de tweede wet van Newton eens invullen.

\(\sum F = m a\)

-->

\(F_{a}-F_{w}=\left(m_{1}+m_{2} \right)a\)

ofwel

\(\mu m_{1} g - F_{w}(t) = \left(m_{1}+m_{2} \right)a\)

ofwel

\(a=\frac{\mu m_{1} g - F_{w}(t)}{m_{1}+m_{2}}\)

Afhankelijk van de verhouding tussen massa van de aanhangwagen en de wrijvingskracht (als functie van tijd) zou ik me kunnen voorstellen dat er een grotere versnelling uitkomt als je een trekker met een grotere massa gebruikt. Dat zou dus een richtlijn kunnen zijn die je uit de theorie kunt halen. Bedenk wel dat je dan ook meer motorvermogen nodig hebt om de maximale grip van je banden te kunnen gebruiken. Ik zou me ook zo voor kunnen stellen dat hierop een restrictie rust.

\(a\)

=versnelling geheel

\(\mu\)

=wrijvingscoëfficiënt tussen band en ondergrond

\(m_{1}\)

=massa trekker

\(m_{2}\)

=massa aanhangwagen

\(g\)

=zwaartekrachtversnelling

\(F_{w}(t)\)

=wrijvingsweerstand aanhangwagen als functie van tijd

Dit is natuurlijk nog zeer simplistisch maar dit is wel flink uit te breiden. Je kunt elke term in de vergelijking apart onderzoeken en optimaliseren. De richtlijnen die je uit de theorie haalt kun je dan gebruiken bij het testen.

[fgijsen]

Hoi ,

Ik vind het erg leuk dat er mensen een beetje mee willen denken. En ik begrijp ook dat de berekende waardes slechts theoretische waardes zijn. Ze dienen voor ons dan ook als handvat om verdere zaken te ontwikkelen.

Sjakko miste nog wat gegevens, het gewicht in the micropulling wereld is inderdaad gelimiteerd. Wij hebben verschillende gewichtsklasses. Namenlijk, 5,5 kg/4,5 kg/3.5 kg en 2.9 kg.

In een run rijden de pullers mits de ballans goed is na een paar meter van de start alleen maar op hun achterwielen. Afhankelijk van het gewicht voor op de neus en het gewicht wat aan de trekhaak de trekker naar beneden trekt krijg je dus een wieldruk die weer bepalend is voor de maximaal te halen grip en maximaal af te geven vermogen.

Dan is het ook nog zo dat de trekkers geen versnellingsbak hebben. Dit betekent dat de slip van de centrifugaal koppeling en de slip van je banden er voor moeten zorgen dat je uberhaubt weg kunt komen bij de start. Met name bij de start kost het veel vermogen om met stilstaande banden op de klei het hele zaakje in beweging te zetten.

Het is inderdaad niet nodig om achter de komma deze berekeningen uit te voeren, maar het zou erg handig zijn aangezien we in gewicht gelimiteerd zijn proberen we met name aandrijflijnen en chassis zo ligt als mogelijk te houden en uiteraard de motor zo groot mogelijk.

De formule van Sjakko moet ik eerst zelf even in een excel zetten om hem te kunnen beredeneren.

Wel heb ik al een start gemaakt met het berekenen van de centriguulkracht van een koppelingsschoen. Zie mijn toegevoegde excel sheet.