Autótető rakodó és iKamper sátrak
FIGYELEM: Soha ne lépje túl a gyártó előírásait. Ez anyagi kárt vagy személyi sérülést okozhat.
Ez a cikk megválaszolja a Skycamp iKamper mennyezeti sátor biztonságával kapcsolatos kérdéseket. A jármű csak a sátor súlyával biztonságos? Mi történik, ha emberek vannak a sátorban?
A cikk megkezdése előtt két fogalmat kell meghatároznunk, dinamikus terhelés és statikus töltés.
Statikus töltésről beszélünk, amikor a súlyt energia felhalmozódása nélkül alkalmazzuk, vagyis nem mozog. Ez a feladat független az időtől, nem változik. Az álló autó tetején alkalmazott súly statikus terhelésnek minősül.
Dinamikus terhelésről beszélünk, amikor a mozgás során nagy erők vagy nyomás lép fel egy tárgyon. Ezek az erők időfüggők, folyamatosan változnak (gyorsulás, fékezés, ütések stb.). Az olyan tárgyak esetében, amelyeket állandó mozgásra terveztek, további súlyokkal (pl. Gép), dinamikus terhelésről beszélünk.
A felszerelés, valamint a tetősátor felszerelése megemeli a jármű súlypontját és megváltoztatja az autó viselkedését. A tetőn lévő teherrel az autó jobban oldalirányban mozog, ha kanyarok alatt van, amikor lejtőn mászik, vagy ha egyenetlen terepen haladunk. Ez megváltoztatja az autó viselkedését és növeli a borulás kockázatát. A gyártóknak meg kell határozniuk a tető maximális terhelését a manőverezési jellemzők fenntartása és a borulás kockázatának ésszerű határokon belüli biztosítása érdekében. A másik jellemző, amelyet a gyártó figyelembe vesz, a dinamikus terhelés - mekkora erővel kell megtámasztania a tetőt, ha egyenetlen úton halad. Ha a gyártó által megadott maximális terhelésnél többet telepít, az csökkenti a gép kormányozhatóságát, növeli a borulás és a tető károsodásának kockázatát.
A gyártó által megadott maximális tetőterhelés dinamikus körülményekhez igaz - vezetés közben. Figyelembe veszi a jármű manőverezhetőségét, a borulás kockázatát és a dinamikus terhelést.
Mi történik az autó tetejének megrakásával, miközben az nem mozog, mint például a Skycamp iKamper mennyezeti sátorban való alvás esetén? Nem láttam olyan gyártót, amely megadta volna a tető statikus terhelhetőségét. Ez a legtöbb ember számára lényegtelen paraméter, és megtéveszthet néhány embert abban, hogy dinamikus körülmények között túlterhelje a tetőt. Rajtunk múlik, hogy biztonságos-e kétszáz kilogramm embert és egy sátrat rakni egy parkoló jármű tetejére.
A manőverezhetőségnek nincs értelme, ha nem vezet. Tehát egy olyan autó esetében, amely nem mozog, a kormányozhatóságot nem szabad figyelembe venni. A borulás veszélye szintén nem releváns, miközben a jármű nem mozog. A parkoló autó tetejének bepakolása nem okoz spontán borulást. Az alacsony manőverezhetőség és a borulás kockázata egyaránt gyorsulást igényel. Amikor az autó nem mozog, a gyorsulás nulla. Csak a tető teherbírásával kell számolnunk. A tető elég erős a súly megtartásához?
Nézzük meg, milyen erősnek kell lennie a tetőnek, hogy eltartsa a gyártó által megadott terhelési határt. A dinamikus terhelések lényegesen nagyobbak lehetnek, mint a statikus terhelések. Ez azt jelenti, hogy tudjuk, hogy egy autó teteje sokkal tovább tarthat, mint a gyártó által ajánlott maximális terhelés, mert ez az ajánlás figyelembe veszi az összes erőt, amely vezetés közben érvényesül. A legtöbb ember feltételezi, hogy az autó teteje elég erős ahhoz, hogy rajta aludhasson. Ennek feltételezése helyett végezzünk néhány számítást a dinamikus terhelésről, hogy útmutatást nyújtsunk a tető dinamikus körülmények közötti terheléséhez. Ez biztosítja, hogy a tető elég erős legyen a szükséges súly megtartásához. Példánkban egy Toyota Hilux-et fogunk használni. A számítások számos feltételezésen alapulnak, és természetesen nem lesznek 100% -ban helytállóak. Az elképzelés nem egy pontos szám megadása, sokkal inkább az, hogy képet kapjon arról, hogy a tető milyen súlyt képes elviselni.
FIGYELEM: A következő szakasz matematikát tartalmaz. Az unalom elkerülése érdekében menjen át rajta.
A Toyota Hilux maximális tetőterhelése 80 kg. Tegyük fel, hogy 80 kg-mal terheljük és 80 km/h-val haladunk egy rögös úton, ahol a dudorok 1 m távolságra vannak. Tegyük fel, hogy a dudorok 4 cm-re vannak az alaptól a tetejéig, és a gumik és a felfüggesztés elnyelik háromnegyede, és a tető 1 cm-rel mozog fentről felfelé.
80 km/h sebességnél a frekvencia (Hz) a következő lenne:
Frekvencia = 80 * 1000/3600/1 = 22,22 Hz
Szinuszos profilt feltételezve, az 1 cm csúcsról csúcsra történő elmozdulás 0,5 cm amplitúdónak felel meg, és az eltolódás az idő függvényében a következő lenne:
Elmozdulás = 0,005 sin (2π x 22,22t), ahol a t időt másodpercben, az elmozdulást méterben fejezzük ki.
Az első deriváltat megkapva a sebességet:
Sebesség = 0,005 x 2π x 22,22 cos (2π x 22,22t)
Újra véve a deriváltat, megkapjuk a gyorsulást:
Gyorsulás = 0,005 x 2π x 2π x 22,22 x 22,22 sin (2π x 22,22t)
A maximális gyorsulás akkor következik be, amikor sin (2π x 22,22t) = 1, tehát a maximális gyorsulás:
Maximális gyorsulás = 0,005 x 2π x 2π x 22,22 x 22,22 = 97 m/s/s
A maximális erő kiszámításához az Erő = tömeg x gyorsulás képletet használjuk, és 80 kg-os tömeget használunk, ami a Hilux tetején a legnagyobb terhelés lesz:
Maximális erő = 80 x 97 = 7760 N
Hasonlítsuk össze a maximális erőt azzal az erővel, amelyet ugyanaz a súly fejt ki, amikor a gép nem mozog. A statikus tömeg által kifejtett erő 80 kg vagy a gravitáció miatti gyorsulás (9,8 m/s/s):
Statikus erő = 80 x 9,8 = 784 N
Tehát a maximális erő csaknem tízszer nagyobb, mint a statikus erő. A legnagyobb erő átalakítása egyenértékű statikus tömeggé:
A maximális erőnek megfelelő statikus tömeg = 7760/9,8 = 791,83 Kg
Vegye figyelembe, hogy amikor a jármű az ütközési ciklusban felfelé mozog, a maximális erő körülbelül 791 kg + 70 kg (összesen 861 kg) lenne. A tető nemcsak felgyorsítja a tömeget, hanem a gravitáció ellen is működik. A maximális erő lefelé haladva sokkal kisebb lesz, mert a tető gravitációval működik, és a zuhanás sebességét némileg korlátozza a gravitáció, bár a felfüggesztés és a hozzá tartozó tömeg kissé gyorsabban húzza a járművet, mint a gravitáció. Az eredmény egy szinuszhullám, amely felfelé haladva hajlik a rövidebb, meredekebb ciklusok felé, lefelé pedig a hosszabb ciklusok felé hajlik.
Tehát az általunk feltételezett feltételekkel 80 kg terheléssel a tető maximális dinamikus terhelése körülbelül 790 kg lehet, ha egyenetlen úton halad. A számítások nem 100% -ban tökéletesek, de képet adnak arról, hogyan növekszik jelentősen a dinamikus terhelés a statikus terheléshez képest, és milyen nehézséget okoz a tető, amikor rögös/durva terepen halad.
FIGYELEM: Soha ne üssön fejet kalapáccsal!
Nem hiszel nekünk? Az a kísérlet, amelyet megtehet, hogy mennyivel dinamikusabb a terhelés a statikus terheléshez képest, ha kalapácsot tesz a fejére, lehetővé téve a fejének, hogy eltartsa a kalapács súlyát. Figyelje meg azt az erőt, amellyel a kalapács "nyomja" a fejét. Ezután tartsa a kalapácsot 10 cm-rel a feje felett, és hagyja, hogy leessen. Ne erőltesse, csak hagyja, hogy a saját súlyával csökkenjen. Figyelje meg, mennyire fáj, és hasonlítsa össze az első eredményekkel. Gondolom, szörnyű fájdalmai lesznek! Amikor a dolgok mozognak és gyorsulni kezdenek, az erők gyorsan növekednek. Ez a józan ész fizikája.
A fenti számítások szerint a Hilux teteje legalább 791 kg-ot képes befogadni. De nem kellene túl alaposan megvizsgálnunk magát a számot, valószínűleg nem túl pontos. Mondhatjuk azonban, hogy a tető sokkal nagyobb statikus súlyt képes elviselni, mint a gyártó által megadott dinamikus. Meddig tarthat? Nem tudjuk pontosan, de elég sokat! Ez megerősítést nyer, ha valaha láttál egy tetőn pihenő autót egy borulás után. Általában a tető nagyrészt ép, miközben az autó teljes súlyát elviseli.
Gyakran egy borulás után a tető még mindig elég ép ahhoz, hogy az autó vezethető legyen! Ugyanaz, mint az alábbi autó:
Számítsuk ki most, mekkora súly lesz a tetőn, amikor a sátorban alszol.
A sátor súlya = 70 kg
Támasztórúd súlya = 6 kg
Személyek tömege = 2 x 80 kg = 160 kg
A Skycamp iKamper sátor esetében a sátor felét eltávolítják a járműből, és egy létra támasztja alá:
Ha a Skycamp sátor fel van szerelve, akkor a tömeg körülbelül 1/3-át támasztja alá a létra. Felugró sátrak esetén a létra semmilyen terhelést nem támogat.
Esetünkben a tető által támogatott súly: 236 x 2/3 = 157,3 kg
A tető teljes súlya 157,3 kg, ami többszörösen alacsonyabb, mint az általunk kiszámított 791 kg. Tehát, bár a 791 Kg hozzávetőleges számítás, a 157,3 Kg-ig terjedő különbség elég nagy ahhoz, hogy azt mondhassuk, hogy jó biztonsági tényezőnk van.
Vegye figyelembe az úton lévő dudorok és lyukak alakját. Tökéletesek-e a szinuszos profilok, mint amilyeneket a fenti számítások feltételeznek? Ha a furat élesebb profilú, akkor a gyorsulás nagyobb és a terhelés is nagyobb lesz. A szinuszos profil alábecsüli a tető maximális terhelését. A tető sokkal erősebb, mint gondolnánk.
Egy másik szempont, amelyet figyelembe kell venni, hogy dinamikus körülmények között a terhelés minden irányba átkerül, például attól függően, hogy a jármű forog-e, gyorsul, lassul-e stb. A tető folyamatosan, minden irányból nagy erők hatása alatt áll. Statikus terhelés esetén az erő csak lefelé húzódik, egyenletesen nyomja a tetőt és elkerüli a csavaróerőt. Ezért még biztosabbak lehetünk abban, hogy statikus terhelések esetén a tető sokkal erősebb, mint a gyártó által ajánlott dinamikus terheléseknél, mert dinamikus körülmények között a megnövekedett erőket - a fentiek szerint kiszámítva - el kell tolerálni, hogy elviseljék a egyenetlen eloszlások, ahol a tető bizonyos részei túlterhelhetők, a súly bizonyos pontokra koncentrálódik.
Egy másik szempont, amelyet figyelembe kell venni, hogy rögös úton haladva nemcsak a dinamikus súly lesz magas, hanem ciklikus körülmények között is. A feladat folyamatosan növekszik, csökken és változik az irányokban, és ez többször megtörténik. A fentiekben kiszámított körülbelül 791 kg erőt folyamatosan alkalmazzuk, eltávolítjuk és megfordítjuk. A ciklusok anyagfáradtságot okoznak. Az ellenállás érdekében a tetőnek még erősebbnek kell lennie, mint amire számítottunk - egyszerűen el kell viselnie 791 kg erőt. A sátorban alvás nem okoz ugyanazt a ciklikus terhelést.
A Skycamp sátor súlya körülbelül 70 kg, adja hozzá a tartórudak súlyát (általában 5 - 6 kg). Ha az összérték a maximálisan megengedett tetőterhelésen és/vagy a tartórudak megengedett legnagyobb terhelésén belül van, akkor a Skycamp sátrat a jármű tetejére szerelheti. Ha a tetőre szerelt sátorban alszunk, biztos, hogy a jármű könnyen ellenáll a terhelésnek.
Megjegyzés az Offroad műveletről
Egyes autógyártók, valamint egyes tetőrudak-gyártók terepjáró körülmények között is felmérik legnagyobb megengedett terhelésüket. Ez annak a rendkívüli dinamikus terhelésnek a következménye, amely akkor fordulhat elő, amikor a jármű egyenetlen terepen halad át. Ezenkívül további káros hatással van a manőverezhetőségre és a borulás veszélyére, amikor a jármű durva terepen halad. Ezeket a gyártó által beállított értékeket be kell tartani, ha terepen kíván menni.
Még akkor is, ha a jármű és a támasztórudak nem alkalmasak terepjáró körülményekre, próbáljon meg a maximális dinamikus terhelési érték alatt lenni, és amikor a terepjárót kívánja használni, lassan és körültekintőbben vezessen.