Höjning av axeltryck (mekanik-beräkning)

[säter]

Jag har en 2-axlad lastbil med tillhörande semitrailer.
Vintertid, med olastad trailer, är dragförmågan på lastbilen i underkant. Det vill lätt slira vid start i backe mm.
Har man däremot last på trailern, så att bakaxeltrycket på bilen blir högt, då är det inga problem.

Nu har jag en idé att man skulle kunna montera 2st luftbälgar längst bak på bilen, och med dessa pressa upp emot trailerns ram. Detta borde öka bakaxeltrycket avsevärt.
Här har jag gjort en schematisk skiss på hur kan se ut.

ilsbo2.jpg

Jag skulle behöva lite hjälp att beräkna max bakaxeltryck, när man klämmer fullt med luftbälgarna.
Det börjar bli längesedan man gick i skolan så jag känner mig lite osäker.

Givet:
Fa=3.7t, vid olastad bil utan släp
Fb=2.5t, vid olastad bil utan släp
Fc=4t, uppskattat från tjänstevikten utan last
Fd=2.5t, uppskattat från tjänstevikten utan last
Fe=8t, 2st bälgar på knappt Ø300mm och 6bar lufttryck

Så nu är frågan, vad får jag för bakaxeltryck om man klämmer fullt med bälgarna.
Avstånden syns i figuren.

[thebolt]

Saken är ju den att du aldrig kan trycka på mer med luftbälgarna än (marginellt) mer än ca 3 ton, då dessa har tagit över hela lasten från Fd (dvs då Fe = 3t är Fd = 0), därefter kommer eventuellt ökat tryck lyfta släpet istället. Ses lättast om du ställer upp moment-ekvation runt Fc-punkten. Du kan inte skapa en vikt nedåt på bakaxeln som inte finns.. Newtons lag om kraft och motkraft etc..

Hur detta påverkar dragbilens axeltryck beror på Fd och Fe:s placering i förhållande till bakhjulen.

[Borre]

Men det gäller väl bara om släpet vilar på vändskivan? Men det gör den ju inte, utan den sitter fast.

[säter]

Borre:
Jo, visst sitter den fast i vändskivan. (får man hoppas i alla fall )

Vi kan ta ett extremfall, utan hänsyn tagen till placering och kraft på luftbälgarna.
Då skulle man få både framaxel på lastbilen, och boggien på trailern att lyfta.
I det faller måste hela ekipagets vikt hamna på bakaxeln, dvs. 12.7t.

[limpan4all]

Finns det ingen metod för att lyfta främre axeln på släpet, det borde ge större effekt.

[thebolt]

Okay, då blir ju situationen lite annan, då vändskivan fungerar som ett gångjärn. Dock beror det fortfarande på vändskivan och bälgarnas placering i förhållande till bakaxeln, om du kan ge info om denna kan jag räkna (och visa hur man räknar;) ut vad axeltrycket blir.

[svanted]

vad är vitsen med att räkna på detta? testa....
eller är det en skoluppgift du vill ha hjälp med..

tänk så här...
räkna ut hur mycket bälgarna kommer att lyfta(minska) trailerns vikt på bakhjulen(Fc) med vändskivan som ledpunkt..
den vikten(Fd) kommer att tas upp av dragbilens bakhjul med framhjulen som ledpunkt.

[säter]

limpan:
Det är nog kört att försöka hissa traileraxeln, dessutom tvivlar jag på att det ger någon större effekt.

thebolt:
Placering av vändskivan och bälgarna ser du i skissen.

svanted:
Visst ska det testas. Först vill jag ha en hint om hur stor effekt det kan ge.

Jag är inne på samma strategi som dig vad gäller beräkningen. Räkna ut hur mycket trailerns vikt på boggien minskar och addera detta till bakaxeltrycket.
Det borde bli samma sak även med framaxeln på bilen, att den lättar i tryck.
Ska man addera även denna minskning till bakaxeltrycket?

[svanted]

nej


att vikten på framhjulen minskar inverkar inte, de fungerar som en ledpunkt.

såvida inte framhjulen lyfter..
då kommer den otillräckliga vikten på framhjulet att begränsa hävstångsverkan så att det aldrig blir 8 ton
över bälgarna.

[klas]

Hur blir det när man svänger?
Släpet roterar runt vändplattan men bälgarna står stilla, eller?
Ska släpet "glida" på bälgarna eller sitter de fast uppe och nere? I så fall kommer bälgarna att vinklas vilket gör att ekipaget vill knyta sej.

[säter]

Nu har jag ändrat lite på skissen och separerat massan och reaktionskrafterna.
För enkelhetens skull kör jag med enheten ton även för kraften.

ilsbo3.jpg

Givet:
Ma=3.7t, vikt olastad bil utan släp
Mb=2.5t, vikt olastad bil utan släp
Mc=4t, vikt på boggien olastad trailer
Md=2.5t, vikt på vändskiva olastad trailer
Fe=8t, kraft på 2st bälgar på knappt Ø300mm och 6bar lufttryck

Fa=axeltryck fram
Fb=axeltryck bak
Fc=boggietryck trailer
Fd=kraft på vändskiva

Här har jag gjort ett försök att bestämma krafterna Fc och Fd.
Verkar det korrekt så här långt?

Momentekvation på trailern runt vändskivecentrum:
(Mc x 8.35) - (Fc x 8.35) - (Fe x 1.25) = 0 (1)

Tvärkraftsekvation på trailern:
Fc - Mc + Fe + Fd - Md = 0 (2)

(1): Fc = ((Mc x 8.35) - (Fe x 1.25)) / 8.35 =
= (33.4 - 10) / 8.35 = 2.8t

(1) insättes i (2): Fd = Md + Mc - Fc - Fe = 2.5 + 4 - 2.8 - 8 = -4.3t

Fc=2.8t
Fd=-4.3t
------------------------------------------------------------
Här har jag kompletterat med två ekvationer för själva dragbilen.

Momentekvation på lastbilen runt vändskivecentrum:
(Fa x 3.85) - (Ma x 3.85) - (Fb x 0.75) + (Mb x 0.75) + (Fe x 1.25) = 0 (3)

Tvärkraftsekvation på lastbilen:
Fa - Ma - Fe + Fd - Mb + Fb = 0 (4)

(3): Fa = ((Ma x 3.85) + (Fb x 0.75) - (Mb x 0.75) - (Fe x 1.25)) / 3.85 =
= (Fb x 0.75) + 14.24 - 1.88 - 10) / 3.85 = ((Fb x 0.75) + 2.36) / 3.85 = Fb x 0.195 + 0.613

(3) insättes i (4): Fb = Ma + Fe + Mb - Fd - Fa = 3.7 + 8 + 2.5 - 4.3 - Fa = 9.9 - Fa = 9.9 - (Fb x 0.195 + 0.613)
9.9 = Fb + (Fb x 0.195) + 0.613 ___ 9.287 = Fb x 1.195 ___ Fb = 7.77t

Fb=7.77t
Fa=2.13t

Kontroll av resulterande krafter:
Fa + Fb + Fc = 12.7t _____ 7.77t + 2.13t + 2.8t = 12.7t

[säter]

klas:
Tanken är, i alla fall för ett enkelt test, att bälgarna får glida mot en tvärbalk på trailern.
Till en början får man nog undvika att svänga.

[danielr112]

Ett par kedjor hade ju funkat med

[säter]

Jag har kompletterat mitt tidigare inlägg med två kraftekvationer avseende dragbilen.
Det vore bussigt om någon orkade kolla så att jag tänkt rätt.

[idiotdea]

Jag kan göra ett försök på att beräkna krafterna. Beteckningarna och riktningarna av krafterna är de samma som i din första bild. Jag har även infört krafterna F1 och F2 som är dragbilens respektive släpets tyngd. Masscentrum för dragbilen och släpet finns i l1 från bakhjulet respektive l2 från vändskivan.

Först räknar jag ut masscentrum av dragbilen och sedan för släpet.

Dragbilens masscentrum (inget släp).
Kraftjämvikt:
Fa + Fb = 6,2t = F1
Momentjämvikt kring bakhjulet:
Fa*4,6m = F1*l1
l1 = Fa*4,6m/F1 = 3,7t*4,6m/6,2t = 2,745m

Släpets masscentrum (ingen luftbälg).
Kraftjämvikt:
Fc - Fd = 6,5t = F2
Momentjämvikt kring vändskivan:
Fc*8,35m = F2*l2
l2 = Fc*8,35m/F2 = 4t*8,35/6,5t = 5,138m

Sedan räknar jag ut krafterna på släpet med bälg.
Kraftjämvikt:
Fd + Fe + F2 = Fc
Momentjämvikt kring vändskivan:
Fe*1,25m + F2*l2 = Fc*8,35m
Fc = (Fe*1,25m + F2*l2)/8,35m = (-8t*1,25m + 6,5t*5,138m)/8,35m = 2,802t
Alltså:
Fd = Fc - Fe - F2 = 2,802t - (-8t) - 6,5t = 4.302t

Och slutligen räknar jag ut krafterna på dragbilen.
Kraftjämvikt:
F1 = Fa + Fb + Fd + Fe
Momentjämvikt kring vändskivan:
Fa*3,85m = F1*1,995m + Fb*0,75m + Fe*0,75m
Sätter in Fa = F1 - Fb - Fd - Fe, från kraftjämvikten:
(F1 - Fb - Fd - Fe)*3,85m = F1*1,995m + Fb*0,75m + Fe*0,75m
Löser ut Fb
-Fb*3,85m - Fb*0,75m = F1*1,995m + Fe*0,75m - (F1 - Fd - Fe)*3,85m
Fb = -(F1*1,995m + Fe*0,75m - (F1 - Fd - Fe)*3,85m)/4,6m
= 6,900t
Alltså:
Fa = F1 - Fb - Fd - Fe = 6,2t - 6,9t - 4,302t - (-8t) = 2.998t

Simpel kontroll: normalkrafterna skall vara lika med tynden av hela ekipaget.
Fa + Fb + Fc = 2,998t + 6,900t + 2,802t = 12.7t = 6.2t + 6.5t
Ser bra ut... inga garantier dock, jag började skriva inlägget och räknade vartefter, så det är möjligt att någonting är fel. Det verkar ju vara samma värden som du fick för släpet i alla fall Bortsett från att du har ändrat riktningen på Fd till andra bilden, varför vi har olika förtecken till den kraften.

Du kan alltså öka bakaxeltrycket med 4,4t med 8t kraft på luftbälgarna. Det borde ju göra lite skillnad tycker man!

Hoppas detta är till någon nytta!