Мощность сил трения качения при различной весовой нагрузке на колёса - Дневники - Форум Velomania.ru
RSS лента

Pranevich Ihar

Мощность сил трения качения при различной весовой нагрузке на колёса

Рейтинг: 5.00. Голосов: 176.
Силы сопротивления качению совершают работу за счёт энергии движения велосипедиста, чем больше их величина, тем больше потери.
Оценивалась мощность сил трения качения при разной развесовке велосипеда. Коэффициент сопротивления вычислялся, исходя из пружинной модели колеса, по формуле μ= (1+ xv2n2/4gπ2)·(nrx/4π), где x- прогиб шины, v= 20 (км/ч)- линейная скорость движения, n= 100 (1/м)- количество пружин на единичном радиусе, r= 0, 34 (м) радиус колеса, g= 9,8 (м/с2)- ускорение свободного падения, число π= 3,14. Величина силы трения определялась по закону Кулона F= (μmg)/r, её мощность P= Fv.
1) На переднее колесо приходится 40%, заднее 60% веса велосипедиста с велосипедом общей массой 75 кг. При прогибе шины переднего колеса x11=0,001 (м) коэффициент трения качения μ11= 0,00487 (м), сила трения качения F11= 4,21 (Н), её мощность P11= 23,41 (Вт); для заднего колеса x12=0,0015 (м), μ12= 0,00892 (м), F12= 11,57 (Н), P12= 64,33 (Вт). Общая мощность сил трения для велосипеда P1= P11+P12= 87,74 (Вт). Если укрепить багажник с грузом общей массой 5 (кг), вес которого будет приходиться только на переднее колесо, то для него x21= 0,0012 (м), μ21= 0,00636 (м), F21= 6,42 (Н), P21= 35,70 (Вт); только на заднее колесо x22=0,0017 (м), μ22= 0,01085 (м), F22= 15,64 (Н), P22= 86,96 (Вт). При дополнительном нагружении переднего колеса общая мощность потерь составит P2= P21+ P12= 100,03 (Вт), заднего P3= P11+ P22= 110,37 (Вт).
2) Предполагается, что распределение веса стало: переднее колесо 35%, заднее 65%, суммарная масса не изменилась. В таком случае для переднего колеса x31= 0,0009 (м), μ31= 0,00419 (м), F31= 3,17 (Н), P31= 17,63 (Вт), заднего x32= 0,0016 (м), μ32= 0,00986 (м), F32= 13,85 (Н), P32= 77,01 (Вт); общая мощность сил сопротивления качению P4= P31+P32= 94,64 (Вт). Установка багажника с грузом общей массой 5 кг, вес которого приходится только на переднее колесо, приведёт к следующим значениям физических величин: x41= 0,0011 (м), μ41= 0,00559 (м), F41= 5,04 (Н), P41= 28,02 (Вт); только на заднее x42= 0,0018 (м), μ42= 0,01187 (м), F42= 18,39 (Н), P42= 102,25 (Вт). Общая мощность потерь велосипеда с багажником на переднем колесе составит P5= P41+ P32= 105,03 (Вт), заднем P6= P31+ P42= 119,88 (Вт).
Получается, что чем неравномернее распределена весовая нагрузка на колёса велосипеда, тем значительнее мощность сил сопротивления качению при прочих равных условиях; дополнительная нагрузка приводит к большим потерям, если приходится на колесо, имеющее большее значение коэффициента трения качения.

Обновлено 25.12.2018 в 23:44 Pranevich Ihar

Метки: Нет Добавить / редактировать метки
Категории
Без категории

Комментарии

  1. Аватар для Pranevich Ihar
    Наглядные примеры ...
    Цитата Сообщение от nasjalnika Посмотреть сообщение
    Даже если подседельная труба с высоко вытянутым из неё штырём определяет седло с ж.пой прямо над колесом (вертикалью от его оси), то накат становится хуже.
    Цитата Сообщение от ilyitsh Посмотреть сообщение
    Был случай, ехал в большой группе. И так вышло, что прямо-таки с трудом держал их скорость. У меня был рюкзачок с каким-никаким барахлом, несколько кг. Когда устала спина, и я пристроил рюкзачок на багажник, то уже не мог держать скорость группы и начинал отставать! Веломании тогда, вроде бы, ещё не было, и почерпнуть готового чужого опыта было не так просто. Однако чутьё технаря подсказало причину, и закинув рюкзак за спину, группу догнал. Дальше ехалось легче, и я самоуверенно решил, что это группа подустала, а я ещё нет), и надо прибавить себе комфорта, и снова снял рюкзак. И снова отстал!
  2. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от сергей345 Посмотреть сообщение
    Pranevich Ihar, интесная статья у Вас про трение. Получается, что грузить велосипед рюкзаком лучше спереди,чем сзади.
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    Я в юности катал с двумя багажниками на ХВЗ. Так что, про ХВЗ, то подтверждаю: лучше груз вперед - тогда лучше катит.
    С целью уменьшения суммарных сил трения качения колёс велосипеда эффективнее переднее догружать, нежели заднее перегружать.
  3. Аватар для Pranevich Ihar
    Оптимально загружать велосипед так, чтобы при езде на колёса приходилась примерно одинаковая весовая нагрузка.
    Цитата Сообщение от AlKa Посмотреть сообщение
    Сразу решил грузить по максимуму перед. По несколько тысяч км проезжал с 2, 3 и 4 сумками. Их количество зависит от того сколько беру с собой барахла.
    Вложение 698557
  4. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Попал у яму залитую водой с вертикальными краями асфальта.
    Прошло много времени. И вот видите.
    https://i.postimg.cc/KzxVc7g5/IMG-5470.jpg
    https://i.postimg.cc/MHGFVW5M/IMG-5471.jpg
    Купил и установил новый вынос.
    https://i.postimg.cc/Jz1CzLVX/IMG-5472.jpg
    https://i.postimg.cc/CM3ftvyX/IMG-5475.jpg
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    я заменил вынос руля ( не раму, не колеса итп ... ), а перестал ехать ввесь велосипед
    Цитата Сообщение от PASSATizhi Посмотреть сообщение
    На луну смотрит
    Цитата Сообщение от PASSATizhi Посмотреть сообщение
    еле ездит, тобиш на воздух пофиг
    Изменилась посадка, увеличилась приходящаяся на заднее колесо весовая нагрузка, и, соответственно, возросло суммарное трение качения колёс.
  5. Аватар для Pranevich Ihar
    Продолжение истории ...
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Установил новый в абсолютно горизонтальном положении. Проехал толи 4 толи 6 км. Как по мне педалирование агресивное. Всех пообгонял.
  6. Аватар для Pranevich Ihar
    Весовая нагрузка на колёса стала равномернее.
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Но эфект трактора уменьшился, если сказать очень приблизительно ( проехал толи 4 толи 6 км и начался дождь. ) от 30 до 70 процентов.
  7. Аватар для Pranevich Ihar
    С высоко поднятым рулём переднее колесо оказалось недогруженным, заднее перегруженным.
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Мой лимузин на пневме с покрышками шириной 25 мм превратился в гсеничный трактор передающий на кисти рук фактуру практически ровного асфальта.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar Посмотреть сообщение
    Такое впечатление, что весовая нагрузка на переднее колесо уменьшилась.