Трение качения в системе "колесо- дорога" - Дневники - Форум Velomania.ru
RSS лента

Pranevich Ihar

Трение качения в системе "колесо- дорога"

Рейтинг: 4.81. Голосов: 204.
Силы сопротивления качению оказывают существенное влияние при движении велосипеда, причём наибольшие потери энергии за счёт их действия происходят в системе "колесо- дорога".
Проводилось сравнение коэффициентов трения качения двух комплектов сликовых покрышек 23- 622 с металлическим кордом: одни с утончёнными стенками, другие, на 30% тяжелее, с обычными, давление составляло 7 атм.
Суть экспериментов заключалась в следующем: велосипедист съезжал с возвышенности (высотой 5 м, длиной около 200 м) с достаточно хорошим асфальтовым покрытием. Измерялся полный пройденный путь, считалось, что действует только сила сопротивления качению и её величина постоянна ввиду невысоких скоростей. Из законов сохранения энергии mgh=Fтрs, Кулона Fтр=(Кkmg)/r, где g=9,8 м/с2- ускорение свободного падения, r= 0,34 м- радиус колеса, получается выражение для коэффициента трения качения: Kk=(hr)/s. Для велосипеда, на колёса которого был установлен первый комплект покрышек, длина пути до остановки составила 393 м, второй- 443 м; среднее значение коэффициента трения в первом случае 0,00433 м, во втором- 0,00384 м.
Результаты экспериментов говорят о том, что более жёсткие колёса лучше катят по ровной твёрдой поверхности за счёт меньшего значения коэффицинта трения качения. Жёсткость колеса повышается из- за большей толщины стенок покрышек, которые можно рассматривать как пружины, вместе с воздухом в камере образующими систему параллельно соединённых пружин, жёсткость которой равна сумме жёсткостей отдельных. При вращении колеса шина с воздухом деформируется в месте пятна контакта. С точки зрения движения велосипеда как системы, в которой действуют внешние неконсервативные силы, эти деформационные потери энергии необратимы- один участок сжался, другой расправился, но на сжатие затрачивается энергия движения, которая при расправлении не возвращается в систему.
Для снижения потерь энергии движения необходимо повышать жёсткость системы "шина- воздух", чему могут способствовать: использование обода с неглубоким внутренним профилем, ободных лент большей толщины для уменьшения высоты воздуха с целью увеличения его упругих свойств; применение сликовых шин с более упругими боковыми стенками; увеличение давления в шине. При определённой внутренней ширине обода наименьший коэффициент трения качения будет достигаться при использовании возможно более узкой шины из рекомендуемого диапазона размеров. При данном поперечном размере шины минимальное значение силы сопротивления качению будет достигнуто при её установке на обод с возможно большей из рекомендуемых внутренней шириной.
Таким образом, оптимальный подбор шины и обода позволяет существенно уменьшить величину сил сопротивления качению при движении по ровной дороге с твёрдым покрытием.

Обновлено 29.11.2018 в 00:54 Pranevich Ihar

Категории
Без категории

Комментарии

  1. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    Накачал данное колесо до той же жесткости, что и контрольное. Колесо нормального человека имело давление 70 пси. Колесо теоретика накачалось до 60 пси.
    Коэффициент трения качения колёс будет одинаковым при равной жёсткости, даже если давление воздуха в их шинах отличается.
  2. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от A.Lex Посмотреть сообщение
    Проблема с ободыми лентами. Старая стояла шириной 18 мм, покрывая полки, дубовая. Плохая покрышка становится нормально, а Континенталь - с огромным трудом, надо мылить, чтоб прощелкала и стала ровно.
    Уменьшение толщины ободной ленты приведёт к некоторому возрастанию коэффициента трения качения колеса.
  3. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Jonesy Посмотреть сообщение
    боковина
    Жёстче боковые стенки шины, меньше трение качения колеса на ней при подобных иных условиях.
  4. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    и с вкладышем
    Минимизация трения качения колёс гоночного велосипеда крайне важна, и закладывание их ободьев один из методов.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    Эффект заключается в увеличении жёсткости колеса и уменьшении его коэффициента трения качения при сокращении высоты полости, занимаемой сжатым воздухом внутри пневматической шины.
    https://forum.velomania.ru/entry.php...ge=40#comments
  5. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Jonesy Посмотреть сообщение
    тяжелее на 40 гр примерно , если верить спекам, а это довольно весомо
    Жёсткость центральной части и боковых стенок шины важна, влияет на коэффициент трения качения колеса.
  6. Аватар для Pranevich Ihar
    Как правило, при ином подобии легче шина с жёсткой центральной частью, и тяжелее, если жёстче боковые стенки.
  7. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от сергей345 Посмотреть сообщение
    То есть, тема покупки богатых велосипедов и осуждения велосипедов "не очень" интересная получается.
    Назначение велосипеда заключается в езде на нём, и действенными, с малым трением качения, его колёса быть должны, чтобы это нормально выходило. 
  8. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от 2020АК103 Посмотреть сообщение
    Поставил на Орлёнок новые гп5000 23 мм, вместо 32 мм.
    Хочется табуретку, а не мягкий диван.
    Трение качения колёс на узких шинах снизится, по причине увеличения их жёсткости.
  9. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Jonesy Посмотреть сообщение
    Из опыта контакты оказались куда полезнее для езды, чем покупка разных дорогих железок и прочих велоизлишеств (часто ради эстетизма и красивых циферь на весах), перехода с 10 (20/30) на 11 и 12
    В первую очередь, колёса велосипеда быть должны с малым трением качения.
  10. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Или покрышки 29*2.6 это перебор для односкоростного велосипеда ?..
    Потери энергии немалые колёсами на неузких шинах при качении по твёрдой ровной поверхности.
  11. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Artic Посмотреть сообщение
    Вложение 723044
    Собрал такой повседневный летний сингл для городских и загородных тренировок. 
    Жёстко, аэродинамично, быстро.
    Колёса со сравнительно узкими шинами на неузких ободьях жёсткие, трение качения их мало.
  12. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Megatros Посмотреть сообщение
    лучше лента для безкамерки, можно в 2 слоя
    Больше слоёв ободной ленты, меньше коэффициент трения качения колеса.
  13. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от SeAreGa Посмотреть сообщение
    Чем хорош флиппер камерно, тем что он бесшовный и изначально в тальке.
    Как можно толще флиппер применять нужно.
  14. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от f1rstx Посмотреть сообщение
    катания каких-то там бреветов на 200-600 км
    На длинных дистанциях потери энергии большими будут, если колёса с малым трением качения не использовать.
  15. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от inde Посмотреть сообщение
    Достаточно универсальная покрышка. Подходит и для асфальта, и для грунта.
    Некоторые бесполезные траты энергии возможны, в первом случае из-за недостаточной жёсткости шин, во втором по причине избыточной. 
  16. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от БРЫК Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от 2020АК103 Посмотреть сообщение
    Так что может быть лучше куплю хорошие тренировочные колеса на Пину, вместо этого баловства с гармин.
    Лучше колёса, тем более что базы пока нет (я про часы, а не рекорды, если что ).
    Колёса представляют собой главные компоненты велосипеда относительно влияния на его ходовые качества.
  17. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от PASSATizhi Посмотреть сообщение
    пофиг на каких колесьях едеш.
    Отличие колёс, даже с одинаковыми шинами, касательно их трения качения быть может большим.
  18. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от m4100 Посмотреть сообщение
    "быстро" это про шоссейник, гравел это "нигде толком не едет"
    С малым трением качения колёса для скоростной езды по шоссе необходимы.
  19. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от сергей345 Посмотреть сообщение
    говорит, что тяжелые колеса
    Важен коэффициент трения качения колеса, масса вторична.
  20. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Limonad40 Посмотреть сообщение
    А зачем на асфальте резина 2.2?
    Да не нужна она там, колёса на узких шинах намного действеннее.