О трении качения на подъёмах и спусках - Дневники - Форум Velomania.ru
RSS лента

Pranevich Ihar

О трении качения на подъёмах и спусках

Рейтинг: 5.00. Голосов: 2.
Коэффициент сопротивления качению колеса велосипеда при перемещении по равнинной дороге с твёрдым покрытием, исходя из пружинной модели, может быть определён по формуле μk= (1+ xv2n2/4gπ2)·(nrx/4π), где x- прогиб шины, v- линейная скорость движения, n= 100 (1/м)- количество пружин на единичном радиусе, r- радиус колеса, g= 9,8 (м/с2)- ускорение свободного падения, число π= 3,14.
Движение велосипеда в подъём сопровождается дополнительной деформацией шины, величина которой предположительно равна xsin(i), угол подъёма i= arctg(%/100); в таком случае формула для определения коэффициента μk= (1+ x(1+sin(i))v2n2/4gπ2)·(nrx(1+sin(i))/4π). Пусть статический прогиб шины переднего колеса радиусом 0,34 (м) составляет 0,8 (мм), заднего- 1,2 (мм). При перемещении по горизонтальной поверхности со скоростью 20 (км/ч) коэффициент трения качения переднего колеса будет равен 0,00355 (м), заднего 0,00636 (м), при 10% подъёме, соответственно 0,00405 (м) и 0,00733 (м). Масса велосипеда с велосипедистом 80 кг, 40% её приходится на переднее колесо, 60%- на заднее. Сила трения качения по закону Кулона F= μkN/r= (μk​mgcos(i))/r. При движении по равнине величина силы сопротивления качению для переднего колеса 3,27 (Н), заднего 8,79 (Н), мощность Fv, соответственно 18,18 (Вт) и 48,87 (Вт); при 10% подъёме значения силы трения 3,71 (Н) и 10,09 (Н), мощность потерь 20,63 (Вт) и 56,10 (Вт).
При спуске деформация покрышки уменьшается примерно на величину xsin(i), и формула для определения коэффициента сопротивления качению μk= (1+ x(1-sin(i))v2n2/4gπ2)·(nrx(1-sin(i))/4π). Скорость 20 (км/ч), на 10% спуске коэффициент трения качения для переднего и заднего колёс 0,00307 (м) и 0,00545 (м), величина силы сопротивления качению - 2,82 (Н) и 7,50 (Н), её мощность 15,68 (Вт) и 41,7 (Вт).
По сравнению с движением по равнине, величина силы трения при езде в 10% гору возрастает на 13,5% для переднего колеса и 14,8% для заднего, при спуске- уменьшается соответственно на 13,8% и 14,7%. Получается, что колесо, имеющее меньшее значение коэффициента сопротивления качению на равнине, имеет и меньший прирост потерь за счёт работы силы трения на подъёме по сравнению с колесом, больше сопротивляющемуся качению.

Обновлено 12.12.2018 в 21:54 Pranevich Ihar

Метки: Нет Добавить / редактировать метки
Категории
Без категории

Комментарии