Distribuzione del carico sul carrello e sua influenza sul peso sul gancio [pag. 5]

Nella statica teorica quella studiata a scuola non si considerano gli attriti e tutti i piccoli stati inerziali considerandoli nulli, il problema che pone Van è come quantificare l'effetto dinamico dovuto all'accelerazione o alla frenata o ai dislivelli del terreno
quando un'automobile frena i pesi gravano sull'anterione e si abbassa davanti sollevandosi dietro, quando accellera l'effetto è inverso si alza davanti e si abbassa dietro, il carrello seguendo l'auto cosa fà? in frenata carica sul gancio se si è quantificabile? quando trova un dosso che effetto produce caricando e scaricando e questo quanto potrebbe influenzare il treno.
Io penso che il peso sul gancio serva anche ad evitare che in frenata la macchina si squilibri avendo un impianto frenante calibrato maggiormente sulle ruote anteriori.

Rispolvero questo topic perchè sto montando sulla mia Jeep
un gancio Plini e Ghigliotti e nelle raccomandazioni c'è scritto:

"Il peso del carrello gravante sul gancio deve essere elevato,
mai sotto i 50 kg, in quanto un carrello con peso equilibrato,
ha una pessima tenuta di strada ed è soggetto a sbandamenti."

Ora il mio nuovo gommone era associato ad un carrello Umbra
che il vecchio proprietario aveva configurato in modo che la
posizione del gommone fosse tale che il timone si possa sollevare
con uno sforzo irrisorio. Secondo me nell'occhione non ci sono nemmeno 5Kg.

Direi quindi che il carrello rientra nella definizione di Ghigliotti di carrello
equilibrato quindi con pessima tenuta di strada.


Sto pensando di mettere vicino all'occhione la gomma di scorta per
aumentare leggermente e se non dovesse bastare anche spostare
in avanti il gommo.

Sulla questione peso / occhione rileggendo questo post alla fine
non ho ben capito quale è la conclusione a cui si è arrivati.

ciao e grazie per i pareri.

In questo topic "didattico" si parla del bilanciamento in generale, non è dedicato alle problematiche personali.

Ciao Van Bob, si ok.

Ma onestamente non ho capito se didatticamente parlando un peso
quasi nullo sull'occhione determina un rimorchio inguidabile.

Ciao

Posso dare un piccolo contributo come ingegnere (civile trasporti, non ridete, quello che, per cultura universitaria, è più vicino ai problemi della circolazione) ritornando al disegno di VanBob di pagina 2: è assolutamente fuori discussione che l'inerzia (momento di) della configurazione Y è maggiore dell'inerzia (momento di) della configurazione X, quest'ultima potremmo assimilarla a 0 approssimando i 500 kg di massa attorno al centro di rotazione (assale).

Quindi se per qualsiasi causa esterna le due configurazioni iniziano a beccheggiare è ovvio che la configurazione Y oscillerà più a lungo in quanto l'energia da smaltire (1/2 x momento di inerzia x velocità angolare attorno all'assale al quadrato) di Y è maggiore di quella di X.

Sul fatto della convenienza di avere un peso sull'occhione più vicino allo sforzo manuale di sollevamento (50 kg circa) piuttosto che più vicino allo 0 (comunque sempre rivolto verso il basso) non mi pronuncio sulla dimostrazione ma proverò a documentarmi, anche se sembra che questo valore sia più o meno quello raccomandato.
Così a naso mi sembrerebbe ragionevole che l'obiettivo sia quello di non avere in nessun caso mai forza sull'occhione diretta verso l'altro in nessuna situazione dinamica e quindi questo determini una forza statica minima significativa in modo che la risultante con le forza inerziali sia comunque sempre diretta versa il basso, anche se di poco.

PS: concordo anche sul (+ fisica e - calcio), ma anche sul (+ cabernet e - internet)

Spiegazione ineccepibile e chiarissima.

giannipuch ha scritto:

Così a naso mi sembrerebbe ragionevole che l'obiettivo sia quello di non avere in nessun caso mai forza sull'occhione diretta verso l'altro in nessuna situazione dinamica e quindi questo determini una forza statica minima significativa in modo che la risultante con le forza inerziali sia comunque sempre diretta versa il basso, anche se di poco.

Forse tu potrai aiutarci a fare dei calcoli.
Il momento inerziale di un qualsiasi carrello con carico, considerando che tutti quanti viaggiano con il motore sullo specchio di poppa quindi tutti hanno una cospicua massa sia nella parte anteriore che su quella posteriore del carrello, è sicuramente superiore a quelle poche decine di Kg. di peso statico sul gancio oppure no?
D'istinto, senza fare calcoli, direi di si. Se così fosse direi che viaggiare con 20 Kg o con 60 Kg sull'occhione non cambierebbe nulla. Basterebbe una persona in più seduta nei posti posteriori dell'auto, o un paio di valige nel portellone, a compensare la differenza.

Secondo me il problema potrebbe essere che se in condizioni statiche l'occhione
è scarico, quindi con basso peso, in una situazione dinamica c'è una sollecitazione
dal basso verso l'alto che alleggerirebbe il retrotreno della motrice.

Ha ragione anche Van quando dice che a quel punto basterebbe una persona
in più seduta dietro per compensare.

Secondo me se la motrice è pesante viaggiare con 20Kg o 50Kg sull'occhione
è indifferente. Diverso se si traina con una panda.

VanBob ha scritto:

Spiegazione ineccepibile e chiarissima.
Il momento inerziale di un qualsiasi carrello con carico, considerando che tutti quanti viaggiano con il motore sullo specchio di poppa quindi tutti hanno una cospicua massa sia nella parte anteriore che su quella posteriore del carrello, è sicuramente superiore a quelle poche decine di Kg. di peso statico sul gancio oppure no?
D'istinto, senza fare calcoli, direi di si. Se così fosse direi che viaggiare con 20 Kg o con 60 Kg sull'occhione non cambierebbe nulla. Basterebbe una persona in più seduta nei posti posteriori dell'auto, o un paio di valige nel portellone, a compensare la differenza.

Tutte le ipotesi vanno confrontate "a parità di condizioni esterne al problema"; quindi per il momento non pensiamo a valigie o a persone in più.

Il momento di inerzia (quello che si usa per il calcolo dell'energia cinetica di rotazione) dipende essenzialmente dal prodotto della massa moltiplicata per la sua distanza al quadrato dall'asse di rotazione (massa puntiforme) -> kg x m2 quindi non si confronta con il kg di peso statico.

L'obietttivo di tenere sempre la risultante sul gancio diretta verso il basso (uffa, chiamiamola positiva) in qualsiasi situazione credo sia da perseguire per il seguente motivo:
mai in nessun caso solleciazioni negative sull'occhione (o meglio su quella parte delicata che è la chiusura inferiore attorno alla sfera) durante la marcia (condizioni dinamiche), quindi non per evitare alleggerimenti al retrotreno del trattore (comunque perniciosi) ma solo per non sollecitare l'occhione in direzione negativa durante la marcia, quando le forze inerziali sono misurabili con più difficoltà (non dimentichiamo che il sistema attuale di aggancio ha molti decenni sulle spalle, anche se i materiali sono migliorati)

Un secondo obiettivo da perseguire è quello di non innescare, con un forte e prolungato beccheggio, oscillazioni al retrotreno del trattore dovute al carattere pulsante della forza sul gancio che, con caratteristiche particolari di carico e misure geometriche, potrebbe anche innescare pericolosi fenomeni di risonanza (fenomeno che si autoamplifica).

A questo dobbiamo pensare noi disponendo i carichi il più possibile vicino al baricentro e andando piano (ecco perchè i limiti di velocità così bassi)

Per dare un contributto didattico voglio richiamare l'attenzione su un uso pratico del fenomeno della conservazione dell'energia cinetica rotazionale (in presenza di bassa dissipazione per attrito) e uso "intelligente" di momento di inerzia variabile:

Pattinatore su ghiaccio che trasforma la sua energia cinetica traslazionale in energia cinetica rotazionale iniziando a piroettare sul posto e poi semplicemente allargando o restringendo le braccia (uso esclusivo di forze interne al sistema) rispettivamente diminuisce o aumenta la velocità angolare di rotazione (in modo anche impressionante): prodotto costante (conservazione dell’energia) se aumento o diminuisco un fattore l’altro diminuisce o aumenta di conseguenza

Attenzione: il problema è diverso dal nostro dove l'energia cinetica rotazionale è una conseguenza (avvallamento della strada che impone una rotazione al carrello attorno all’asse delle ruote che, elevata al quadrata e moltiplicata per il momento di inerzia, diventa energia da smaltire) e quindi, data la velocità angolare, che dipende:
-dalla velocità con cui si affronta l’avvallamento (dipende da noi)
-dalle misure geometriche dell’avvallamento – lunghezza e profondità - (non dipende da noi)
-dalle misure geometriche del treno – passo trattore, distanza gancio assale rimorchio - (non dipende da noi)
l’energia da smaltire dipende dal momento di inerzia (dipende da noi).
Si evince quindi che:
-la ripartizione teoricamente corretta dei pesi (più vicini possibile all’assale)
-la bassa velocità
contribuiscono alla sicurezza; visto che i pesi vicino all’assale è meno praticabile come intervento totale (il motore e l’ancora stanno dove stanno per esempio), non resta molto su cui agire: la velocità, che fra l’altro conta al quadrato.
Mi scuso per la lunghezza, ma spero di aver dato una mano al ragionamento che stiamo facendo

giannipuch ha scritto:

L'obietttivo di tenere sempre la risultante sul gancio diretta verso il basso (uffa, chiamiamola positiva) in qualsiasi situazione credo sia da perseguire per il seguente motivo:
mai in nessun caso solleciazioni negative sull'occhione (o meglio su quella parte delicata che è la chiusura inferiore attorno alla sfera) durante la marcia (condizioni dinamiche)

Quale che sia l'obiettivo precauzionale continuo a supporre che lo sforzo negativo prodotto dai momenti inerziali sia decine di volte superiore a quei 20 o 30 Kg di peso statico e che quindi non sia mai da quest'ultimo contrastabile.

Purtroppo, fintanto che nessuno riuscirà a quantificare il momento inerziale negativo, tutte queste rimarranno opinioni.

Facendo una "pettinata" con Google sull'argomento noto che le case automobilistiche danno il carico massimo ammissibile sul gancio (e non sanno che rimorchio trainerai) mentre le case costruttrici di caravan, trailer x cavalli, carrelli imbarcazioni danno il peso minimo consigliato sull'occhione (e non sanno con che trattore trainerai).

Dato per scontato che comunque dimensioni e pesi di trattore e rimorchio non sono fra loro indipendenti (un trailer per cavalli non lo vedo agganciato ad una Panda) questo mi fa pensare che le raccomandazioni dei costruttori di rimorchi pensino a far funzionare bene il loro rimorchio, conoscendolo, indipendentemente dal trattore (e quindi dalle valigie caricate o dalle persone sedute dietro).

Per quello penso ad un peso minimo (ma minore del carico massimo sul gancio, verifica che spetta noi) imposto da ragioni di prudenza sul meccanismo di aggancio (di cui loro sono responsabili).

Ho provato a fare qualche calcolo con ipotesi molto semplici (avvallamento di 10 cm che si sviluppa su 10 m affrontato a 70 km/h con distanza gancio asse di m. 4,30 comporta una velocità angolare bassa circa 0,1 rad/s, circa 5°/s) e le forze in gioco, vista la vicinanza del baricentro del rimorchio all'asse di rotazione (ricordo che i 20/50 kg sul gancio si confrontano con i 700/1000 e passa sulle ruote), non sembrano indicare grandi numeri in gioco proprio perchè il rimorchio è "quasi" in equilibrio sull'asse. Però ho fatto in fretta e magari ho fatto una stupidaggine...

Per quello penso ad una indicazione (peso minimo) che serva a eliminare la possibilità di forze risultanti negative sull'occhione.

La dimostrazione numerica bisognerebbe chiederla in fabbrica, se qualcuno conosce qualche progettista...ben lieto di prendere dello stupido e imparare qualcosa.