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Velocidad de tambaleo

El bamboleo , el shimmy , el slapper de tanques , el bamboleo de velocidad e incluso el bamboleo de la muerte son palabras y frases que se usan para describir una oscilación rápida (4–10 Hz) de solo las ruedas direccionables de un vehículo. Inicialmente, el resto del vehículo no se ve afectado en su mayoría, hasta que se traduce en una oscilación de guiñada del vehículo de amplitud creciente que produce pérdida de control. Los vehículos que pueden experimentar esta oscilación incluyen motocicletas y bicicletas, patinetas y, en teoría, cualquier vehículo con un solo punto de giro de la dirección y una cantidad suficiente de libertad del volante, incluido el que existe en algunos aviones ligeros con equipo de triciclo donde puede ocurrir inestabilidad. a velocidades de menos de 80 kmh; Esto no incluye la mayoría de los automóviles. La inestabilidad inicial ocurre principalmente a alta velocidad y es similar a la experimentada por las ruedas del carro de compras y el tren de aterrizaje de los aviones.

Teoría

La oscilación sostenida tiene dos componentes necesarios: un sistema de segundo orden superior o inferior y un mecanismo de retroalimentación positiva. Un ejemplo de un sistema de segundo orden subamortiguado es un sistema de resorte y masa, donde la masa puede subir y bajar (oscilar) cuando cuelga de un resorte.

Si no se puede diseñar shimmy fuera del sistema, se puede usar un dispositivo conocido como amortiguador de dirección, que es esencialmente un filtro de muesca diseñado para amortiguar el shimmy a su frecuencia natural conocida.

Shimmy generalmente se asocia con la deformación de los neumáticos (de goma). Sin embargo, también se puede observar en ruedas no deformables (p. Ej., De acero). El fenómeno puede explicarse mediante la introducción de fuerzas de fricción en seco multicomponentes, aparte de las fuerzas habituales consideradas en la literatura.

Otra explicación es que la oscilación de la velocidad es una bifurcación de Hopf, por la cual un sistema cambia de un estado (un paseo estable) a un segundo estado (oscilación de amplitud constante), cuando un parámetro (velocidad de avance o velocidad del aire) progresa a través de un punto crítico . : 1: 1

En vehículos de dos ruedas

El tambaleo o la ondulación comienza cuando alguna irregularidad de otra manera menor acelera la rueda hacia un lado. La irregularidad puede ser una rueda que está fuera de lugar, fuera de verdad o fuera de balance. A medida que la rueda gira, ejercerá una carga cíclica en el bastidor del vehículo, que si coincide con la frecuencia de resonancia del sistema (vehículo y accesorios adjuntos), puede producir un bamboleo de velocidad. Durante la rotación de la rueda, se aplica una fuerza de restauración en fase con el progreso de la irregularidad, y la rueda gira hacia el otro lado donde se repite el proceso. Si no hay suficiente amortiguación en la dirección, la oscilación aumentará hasta que falle el sistema. La frecuencia de oscilación se puede cambiar cambiando la velocidad de avance, haciendo que la bicicleta sea más rígida o más ligera, o aumentando la rigidez de la dirección, de la cual el conductor es un componente principal. Si bien el tambaleo o la vibración se pueden remediar fácilmente ajustando la velocidad, la posición o el agarre en el manillar, puede ser fatal si no se controla.

En igualdad de condiciones, es menos probable que se produzca un bamboleo de velocidad en una bicicleta de montaña en comparación con una bicicleta de carretera, porque el marco de una bicicleta de montaña generalmente tiene más amortiguación del sistema de suspensión, y las perillas de los neumáticos también producen cierta amortiguación entre el vehículo y la carretera. interfaz: 1

Dado que la frecuencia variable es independiente de la velocidad de la bicicleta, los efectos giroscópicos "claramente no son esenciales para el fenómeno". Se ha encontrado que las cinco principales influencias en el bamboleo son la rigidez lateral del neumático delantero, el amortiguador de dirección, la altura del centro de masa de la bicicleta, la distancia del centro de masa de la bicicleta desde la rueda trasera y la rigidez en las curvas del neumático delantero.

Un artículo académico que investigó la oscilación a través de la experimentación física y el modelado por computadora concluye: "se demostró la influencia en el modo de oscilación de las características del neumático delantero, la inercia del bastidor delantero y la rigidez del chasis. En particular, muestra que el aumento de la inflación de los neumáticos delanteros, la rigidez del chasis y la parte delantera la inercia del cuadro sobre el eje de dirección y la disminución de la rigidez del deslizamiento lateral del neumático delantero, mejora la amortiguación del modo de oscilación, promoviendo la estabilidad del vehículo ".