Qual è la ragione per cui il manubrio si adatta a una moto e il volante si adatta a un'auto?

Qual è la ragione per cui il manubrio è installato sui motocicli e i volanti sono installati sulle auto?

Si noti che il modo di utilizzare sia il manubrio che i volanti è abbastanza simile, ma un volante consente una rotazione molto maggiore rispetto a un manubrio quando si controlla un veicolo.

Per favore, mi dia un motivo per cui un veicolo di grandi dimensioni dovrebbe usare un volante e un veicolo leggero dovrebbe usare un manubrio?

Il motivo potrebbe essere dovuto a motivi scientifici, motivi di sicurezza o motivi di progettazione.

In realtà, manubrio e volante sono meno simili di quanto si possa pensare.

Quando un veicolo a due ruote si muove abbastanza velocemente da bilanciarsi, la ruota anteriore non gira mai più di qualche grado. Il meccanismo principale per lo sterzo è inclinare il veicolo, non girare la ruota anteriore.

Ad esempio, per svoltare a destra, in realtà si tira brevemente sul lato sinistro del manubrio. Questo fa sì che le ruote si spostino a sinistra del centro di massa, il che a sua volta fa piegare la bici a destra. Questa inclinazione è ciò che fa cambiare direzione, mantenendo l'equilibrio: la forza totale sul centro di massa della bici passa ancora attraverso le toppe di contatto tra le ruote e la strada. Durante la svolta, la ruota anteriore è sostanzialmente diritta rispetto al telaio della bici, ed è la geometria di come le gomme entrano in contatto con la strada, aiutata da una leggera tensione sul manubrio destro, che fa girare la bici.

Per uscire dalla curva, si tira leggermente di più sul manubrio destro (non a sinistra), il che fa sì che le gomme si spostino a destra, portandole in un allineamento più verticale rispetto al centro di massa. Questo fa sì che la bici smetta di inclinarsi e smetta di girare.

Questo è così intuitivo quando si usa il manubrio, la maggior parte delle persone non pensa nemmeno ai dettagli di ciò che sta realmente accadendo.

L'unica volta in cui si guida una bicicletta spostando il manubrio di grandi quantità è quando ci si sposta così lentamente che si ha uno o entrambi i piedi a terra (tenendo la bici in verticale) e si tenta di manovrare in uno spazio ristretto.

Ulteriori punti in risposta ai commenti:

Un ciclista inesperto a basse velocità farà girare il manubrio selvaggiamente avanti e indietro nel tentativo di mantenere il suo equilibrio, ma difficilmente lo chiamerei "sterzo". Il motivo principale per cui un veicolo a 2 ruote rimane in piedi è l'effetto giroscopico della ruota anteriore rotante. Se la bici inizia a inclinarsi, la ruota sperimenterà una forza che la dirige verso la direzione della curva, che corregge la pendenza. Se la bici si muove lentamente, questo effetto si riduce notevolmente e il ciclista deve usare il manubrio per mantenere l'equilibrio.

Inoltre, su una bicicletta, il pilota è in genere il 90% circa della massa del sistema (bici + pilota) e un pilota esperto può guidare semplicemente spostando il suo peso senza toccare il manubrio. Su una motocicletta, il pilota potrebbe essere solo circa il 25% del peso totale o meno, il che rende l'utilizzo del manubrio praticamente obbligatorio.

L'auto, essendo più pesante, richiede una maggiore forza di sterzata, che viene fornita spostando il volante verso il basso in modo che siano necessari più giri da un blocco all'altro.

C'erano macchine con timone a timone , ereditate dalla pratica dello yachting (solo all'indietro), dove invece la lunghezza della barra del timone dava abbastanza leva.

Non ho idea di come il loro raggio di sterzata rispetto ai loro contemporanei al volante, o che tipo di violenza il guidatore ha commesso nei confronti di un passeggero del sedile anteriore nel processo, ma l'idea non sembrava esattamente prendere piede!

Quando si guida un'auto, a seconda del grado di sterzata, a volte è necessario ruotare il volante attraverso un grande arco. È più facile farlo usando un volante circolare, in particolare quando il volante deve essere girato mano nella mano. Questo non può essere fatto facilmente con i volanti semicircolari, i volanti di tipo aeronautico o se il manubrio è usato.

I manubri di una motocicletta sono raramente ruotati agli angoli di arco massimo rispetto alle ruote delle automobili. Inoltre, su curve di ampio raggio, i motociclisti usano l'angolo del loro corpo per inclinarsi nelle curve per aiutare lo sterzo. Gli automobilisti, tuttavia, hanno solo il volante per guidare l'auto, spostare i loro corpi non fa nulla allo sterzo.

I motociclisti sono esposti agli elementi durante la guida e devono bilanciarsi su due ruote strette e sedersi su un sedile stretto. Lievi giri delle maniglie possono portare a conseguenze più gravi per i motociclisti rispetto a lievi giri simili di un volante in un'auto.

Tenendosi sul manubrio, il ciclista forma un vertice di un triangolo che aumenta la stabilità del ciclista. Se le motociclette avessero il volante, i ciclisti non avrebbero lo stesso livello di stabilità che hanno con il manubrio. Inoltre, provare a guidare un volante mentre si è in equilibrio su due ruote strette richiede problemi. Diminuirebbe la stabilità del ciclista quando vengono utilizzati diversi muscoli del corpo quando si ruotano le barre del manubrio per girare una ruota sullo stesso piano; muscoli particolari nel busto.

La configurazione standard per le auto prodotte in serie è di quattro ruote a terra, questa è una configurazione stabile ed equilibrata. Inoltre, gli automobilisti siedono su sedili più larghi, rispetto ai motociclisti. I conducenti di auto si trovano in una situazione di guida stabile quando guidano. È più facile per i guidatori di auto controllare un'auto usando un volante di quanto sarebbe se dovessero usare il manubrio.

ingranaggi!

La quantità di forza necessaria per reimpostare le ruote anteriori di un'auto a bassa velocità è così elevata che esiste un meccanismo a pignone e cremagliera che consente di farlo anche da un guidatore a bassa resistenza.

Questo non è un problema con il servosterzo - e c'erano alcune macchine negli anni '50 che avevano il manubrio, TUTTAVIA è stato scoperto che era troppo facile per il guidatore fare involontariamente cambiamenti violenti alla velocità

Come per le motociclette, una volta che un'auto si muove a velocità elevata, i cambi di sterzata sono minimi.

Per questo motivo (sicurezza), i sistemi di servosterzo dello sterzo del manubrio hanno smesso rapidamente di essere utilizzati nelle auto a favore di una configurazione a ingranaggi che richiede grandi cambiamenti dell'angolo della ruota per effettuare variazioni dell'angolo della ruota anteriore.

La sicurezza è anche il motivo per cui i selettori del cambio automatici a pulsante sono stati provati e quindi rilasciati. È molto più facile installare i blocchi su una leva per evitare che le auto vengano spostate da (D) a (R) durante il movimento.

Con i sistemi elettronici, i selettori a pulsante possono tornare in quanto complessi blocchi meccanici non sono più necessari e un solenoide farà il lavoro.

È anche possibile che con i sistemi di sterzo sensibili alla velocità e il controllo elettronico, una configurazione del manubrio possa essere implementata in modo sicuro - tuttavia è così non tradizionale che sarebbe probabilmente un grave rischio assicurativo a causa dei conducenti che commettono errori catastrofici a velocità.