Μοτοσυκλέτα: κατασκευή - δυναμική συμπεριφορά - ασφαλής οδήγηση.

Abstract

Ο σκοπός της πτυχιακής εργασίας αυτής είναι η ανάλυση της κατασκευής και της δυναµικής συµπεριφοράς της µοτοσυκλέτας, όπως και η ασφαλής οδήγησή της. Επίσης και η απόδειξη ότι είναι ένα όχηµα σταθερό παρόλη τη γενική εικόνα αστάθειας που βλέπουν οι περισσότεροι, άξιος αντικαταστάτης του αυτοκινήτου σε πολλούς τοµείς, αρκεί ο αναβάτης και ο συνεπιβάτης να έχει θέληση και όρεξη, εφόσον είναι πλήρως εκτεθειµένοι στις εξωτερικές συνθήκες. Η εργασία αποτελείται από δύοµέρη. Στο πρώτο αναλύεται η κατασκευή µιαςµοτοσικλέτας και στο δεύτερο η δυναµική της συµπεριφορά. Αναλυτικά για το πρώτοµέρος: Στο πρώτο κεφάλαιο αναλύεται ο ρόλος του πλαισίου, η εξέλιξη του κατά την πάροδο των χρόνων, η κατασκευή και οι διάφοροι τύποι στους οποίους το συναντάµε. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναλύεται η επίδραση του κινητήρα στην κατανοµή του βάρους τηςµοτοσικλέτας, οι τύποι των κινητήρων που χρησιµοποιούνται στις µοτοσικλέτες και οι βασικές διατάξεις που χρησιµοποιούνται. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται ο διαχωρισµός των επιµέρουςµηχανισµών που όλοιµαζί αποτελούν το σύστηµαµετάδοσης της κίνησης, οι οποίοι είναι: Α) ο συµπλέκτης. Εξηγείται η λειτουργία και τα είδη συµπλεκτών που χρησιµοποιούνται, Β) το κιβώτιο ταχυτήτων. Αναλύεται ο ρόλος του και η λειτουργία του σειριακού κιβωτίου καθώς και του κιβωτίου συνεχούς µεταβαλλόµενης σχέσηςµετάδοσης, Γ) το τελικό σύστηµαµετάδοσης της κίνησης. Τα επιµέρους τµήµατα του, οι διάφοροι τύποι τελικήςµετάδοσης και ακολουθείµια σύγκριση του συστήµατος αλυσίδας-γραναζιών και ατράκτου. Στο τέταρτο κεφάλαιο αναφέρονται ο ρόλος και οι τύποι ψαλιδιών καθώς και τα πλεονεκτήµατα καιµειονεκτήµατά τους. Στο πέµπτο κεφάλαιο εξηγείται η κατασκευή και η λειτουργία του κλασσικού πιρουνιού που συγχρόνως είναι και ηµπροστινή ανάρτηση και ακολουθείµία σύγκρισηµε το ανάποδο πιρούνι. Επίσης αναφέρονται και οι σηµαντικότερες παραλλαγές στις οποίες το συναντάµε. Ακολουθούν οι διάφορες διατάξεις στις οποίες συναντάµε το σύστηµα της πίσω ανάρτησης. Στο έκτο κεφάλαιο γίνεταιµια αναφορά στα τµήµατα που αποτελούν το σύστηµα πέδησης, τα δισκόφρενα που συναντώνται στις περισσότερες µοτοσικλέτες, καθώς και στοABS που κερδίζει συνεχώς έδαφος και χρησιµοποιείται όλο και περισσότερο. Στο έβδοµο κεφάλαιο εξηγείται ο ρόλος των ελαστικών καθώς και η κατασκευή τους που τα κάνει να ξεχωρίζουν από τα ελαστικά των αυτοκινήτων. Τέλος, στο όγδοο κεφάλαιο αναφέρονται τα στοιχεία αεροδυναµικής µοτοσικλετών, ο τρόπος δηµιουργίας της αεροδυναµικής αντίστασης καθώς και τα ιδανικά χαρακτηριστικάµιας αεροδυναµικής επένδυσης(φερινγκ). Αναλυτικά για το δεύτεροµέρος: Στο πρώτο κεφάλαιο αναλύεται η κίνησηµιαςµοτοσικλέτας σε ευθεία τροχιά, οι ροπές και οι δυνάµεις που αναπτύσσονται κατά την κίνηση καθώς και τα γεωµετρικά χαρακτηριστικά της(γωνία κάστερ, όφσετ κ.α). Στο δεύτερο κεφάλαιο αναλύεται η κίνηση τηςµοτοσικλέτας στις στροφές, η επίδραση του στυλ οδήγησης του αναβάτη στη συµπεριφορά της, η γωνία κλίσης καθώς και η επίδραση τηςµορφής των ελαστικών. Στο τρίτο κεφάλαιο, αναφέρονται οι εξισώσεις κίνησης τηςµοτοσικλέτας σε ευθύγραµµη τροχιά, η συµπεριφορά κατά την επιτάχυνση και η σύγκρισηµε την επιτάχυνση ενός αυτοκινήτου, καθώς και τα όρια επιβράδυνσης. Στο τέταρτο και τελευταίο κεφάλαιο αναφέρονται οι τρόποι εξέτασης στις µέρεςµας ώστε να αποκτήσει κανείς άδεια κυκλοφορίαςµοτοσικλέτας. Αναφέρονται επίσης και τρόποι ασφαλούς αλλά και γρήγορης οδήγησης.

The purpose of this graduation thesis is to analyze the construction and the dynamic behavior of the motorcycle and how do drive it safely. Also this thesis will prove that motorcycle is actually a steady vehicle even though most of the people believe in its unsteadiness and it can replace the cars in daily routine, given the fact that the rider and the pillion passenger have the will power and the urge and also that they are familiar with the outside circumstances. This thesis consists of two parts. The first part analyzes the construction of a motorcycle while the second one analyzes its dynamic behavior. In more detail for the first part: The first chapter speaks of the frame ofa motorcycle, its role, its evolution through years, its construction and the various types of frame that are used today. The second chapter talks about the effect of the engine in weight allowance of the motorcycle, the different kinds of engines that are used in motorcycles and the basic provisions that are used. The third chapter talks about the split of the group of components that deliver power to the driving wheels which are: 1) The clutch. It explains the operation of the clutch and the various types of clutches that exist today. 2) The gearbox. It explains the role ofthe gearbox and the operation of Sequential manual transmission and that of the Continuously variable transmission. 3) The final drive system. Its subcategories are the various types of final drive system and is followed by a comparison of the sprocket and chain system with the shaft system. The fourth chapter talks about the purpose of the swing arm and different types of swing arms their advantages and also their disadvantages. The fifth chapter talks aboutthe construction and the operation of the classic fork and at the same time is the front suspension and continues with a comparison of this with the “hitch” fork. Also it speaks about its different variations that exist. It follows with the various provisions in which the rear suspension exists The sixth chapter refers to the divisions that consist the brake system, the brake disks that exist in most motorcycles as well as the ABS which is being increasingly used. The seventh chapter explains the purpose of the Motorcycle tyre as well as their construction which makes themdifferent from those of cars. At last, the eight chapter refers to the aerodynamic elements of the motorcycle, how aerodynamic resistance is created and the ideal characteristics of an aerodynamic investment (fairing). In more detail for the second part: The first chapter analyzes the movement ofa motorcycle in straight trajectory, the torques and the forces that are developing in the process as well as the geometrical characteristicof the motorcycle (Casterangle, offset e.g.). the second chapter analyzes the movementof the motorcycle in turns, the effects of the driver’s driving style to the behavior of the motorcycle, the deviation angle and the effects of the form of the tyres. The third chapter refers to the equations of the movement ofthe motorcycle in straight trajectory its behavior while it is accelerating and compares it with the acceleration of the cars and end with the slowdown limits. The fourth and final chapter refers tothe ways that todaynew drivers are tested in order to get their license for motorcycle. It also refers ways for safe and fast driving.