Wie funktionieren Reifenwuchtperlen?

Dyna Beads sind eine Marke von kleinen Keramikperlen, von denen behauptet wird, sie wirken sich auf Fahrzeugreifen aus. Hier ist ein Video, das sie in Aktion zeigt .

Wie funktionieren diese? Was sind die physikalischen Prinzipien?

Kurz vor einem mathematischen Beweis steht das in der Beschreibung des Herstellers ist gültig- Die Wülste verteilen dynamisch die Masse, um den Massenschwerpunkt mit dem geometrischen Drehpunkt auszurichten.

Die folgenden Zeitschritte sind im obigen Link aufgeführt. Ich habe versucht, die Physik jedes Zeitschritts zu klären.

1. Reifen in Ruhe: Die Wülste liegen aufgrund der Schwerkraft auf dem Reifenboden.
2. Reifen in Bewegung: Die Wülste verteilen sich gleichmäßig durch Reibung, wenn sich der Reifen zu drehen beginnt, wo sie durch die Fliehkraft ($ F = m \ frac {v ^ 2} {r} $), die senkrecht zur Reifenwand wirkt, an Ort und Stelle gehalten werden. Beachten Sie, dass die Wülste für einen perfekt ausbalancierten Reifen in diesem Zustand verbleiben würden. Der Vollständigkeit halber wirkt die Schwerkraft immer noch auf die Wülste, ist jedoch im Verhältnis zu den Fliehkräften gering.
3. Schwere Stellen in Reifen: In diesem Zeitschritt ist es wichtig zu wissen, dass die Radaufhängung des Fahrzeugs eine vertikale Bewegung der Radbaugruppe ermöglicht. Die Aufwärtsbewegung wird durch die Aufhängung des Fahrzeugs (Feder) verhindert, während die Abwärtsbewegung durch die Aufhängung (Feder) unterstützt wird und durch den Reifendruck gegen das Fahrzeug Straßenbett Da die "schweren Stellen" des Reifens mit höheren Geschwindigkeiten gedreht werden, bewegen die Zentrifugalkraft (Trägheitskräfte) den Reifen physisch nach oben und nach unten. Radhüpfen '! Wenn sich der Reifen (auf und ab) bewegt, bewegen sich die Wülste mit ihren eigenen Massen, die sich der Bewegung widersetzen, nicht starr mit der Übersetzung des Reifens; Sie bewegen sich relativ zum Reifen. Beachten Sie, dass ohne vertikale Bewegungen nur Fliehkräfte auf die Wülste wirken und sie ihre neue Position an der Reifenwand beibehalten.

Stellen Sie sich einen Wulst vor, wenn sich der Reifen nach oben bewegt (d. H. Die "schwere Stelle" oben) - Umgekehrt, wenn sich der Reifen nach unten bewegt (d. H. "Schwere Stelle" unten) :

• Oben: Wenn der Reifen nach oben fährt, ist der Wulst nicht so. Sie wird nicht mehr von der Reifenwand geführt und behält ihre tangentiale Geschwindigkeit bei, bis sie an einer neuen Stelle der Reifenwand weiter Kontakt mit der Unwucht herstellt.
• Unten: Wenn sich der Reifen nach oben bewegt, wird der Wulst mit dem Reifen angehoben und ändert seine Position in der Reifenwand nicht.
• Auf einer Seite zwischen oben und unten: Wenn sich der Reifen nach oben bewegt, rollt der Wulst den Reifen herunter und ändert seine relative Position in der Reifenwand weiter von der Unwucht.

4. Reduzierte Reifenschwingungen: Jede Schwingung (Reifenbewegung, auf und ab) bewegt die Wülste fortschreitend von der Unwucht ("schwerer Punkt") weiter, wodurch die Unwucht verringert wird. Daher wird der Reifen bei jeder Schwingung ausgewogener, bis der Reifen ausgewuchtet ist.
5. Keine Reifenvibration: Die Perlen werden durch die Fliehkraft in ihrem ausgeglichenen Zustand gehalten. Da keine Unwucht besteht, gibt es keine vertikalen Bewegungen des Reifens, die ihre Position beeinträchtigen.

Es gibt jedoch praktische Erwägungen, die erwähnenswert sind.

• Da die Wülste (im Gegensatz zu montierten Gewichten) frei schweben, erzeugen Beschleunigungen ein vorübergehendes Ungleichgewicht. Zum Beispiel, bis die Perlen verteilt sind, trägt ihre Masse aktiv zur Unwucht der Räder bei. In ähnlicher Weise werden Straßenunebenheiten, Brems- oder Fahrbeschleunigungen den Gleichgewichtszustand stören.
• Da die Masse vom Drehpunkt am weitesten verteilt ist, ist zum Beschleunigen der Radanordnung mehr Kraft erforderlich, was zu einer Verringerung der Kraftstoffeffizienz führt. Dieser Effekt wird durch Reifen mit größerem Durchmesser verstärkt. Zusätzlich ist mehr Masse erforderlich, um die größere Reifenmasse auszugleichen.

Hinweis: Reifenwuchtmaschinen validieren diese Methode nicht, da sie im Gegensatz zur Achse eines sich bewegenden Fahrzeugs eine feste Achse haben. Ohne Bewegung sammeln sich die Perlen an der „schweren Stelle“. Um den Effekt genau zu messen, muss die Maschine eine Bewegung zulassen.

Während Reifenausgleichsperlen eine gültige Methode zur Korrektur von Unwucht sind, hängt ihre Wirksamkeit von der Geschwindigkeit, der Reifengröße und den Fahrbeschleunigungen ab.

Beachten Sie auch, dass auch Stahl BBs, Sand, Wasser oder ähnliches verwendet werden können, um die Masse dynamisch zu verteilen, aber hüten Sie sich vor abrasiven oder chemischen Einwirkungen (die den Reifen beschädigen können). Es gibt auch eine Flüssigkeit, die sich in ihrem ausgeglichenen Zustand verfestigt, flüssige Reifenwaage .

Das Konzept ist nicht gültig. Wir stimmen darin überein, dass der schwere Teil des Reifens die Aufhängung so bewegt, dass sie sich in einem größeren Radius dreht als die leichteren Abschnitte. Umgekehrt wird der leichtere Abschnitt gegenüber dem schweren Abschnitt nach innen gezogen, um sich in einem kleineren Radius zu drehen. Jetzt möchten wir, dass sich die Perlen auf dem leichten Teil sammeln, ABER die Zentrifugalkraft wirkt sich auch auf die Perlen aus. Wie Sie sagten, "... wirkt die Schwerkraft immer noch auf die Perlen, ist jedoch relativ zu den Zentrifugalkräften klein." Solange die Fliehkraft größer ist als die Schwerkraft, sammeln sich die Wülste an dem Punkt, der vom Drehpunkt am weitesten entfernt ist, d. H. der schwere Teil. Also überhaupt nicht helfen.

Es gibt eine Phasenverschiebung, durch die es funktioniert. Die Beschleunigung ist um 90 Grad außerhalb der Geschwindigkeitsphase. Die Ausgleichsmasse muss nicht-Newtonsche Eigenschaften haben.