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

Pranevich Ihar

Трение качения в системе "колесо- дорога"

Рейтинг: 4.78. Голосов: 209.
4110 Комментарии
Pranevich Ihar
28.11.2018 в 20:56 (1583549 Просмотров)
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

Метки: 1*17, rj4iag8d Добавить / редактировать метки
Категории
‎ Без категории

Комментарии

  1. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от wwwwwwww Посмотреть сообщение
    и в межсезонье это особенно явно чувтсвуется, когда температура падает, смазка становится еще более густой и липкой, и колесо начинает вращаться хуже
    При снижении температуры давление воздуха в шинах, по закону Шарля, падает, их жёсткость уменьшается, трение качения колёс возрастает. 
  2. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от babangida Посмотреть сообщение
    количество спиц в колесе
    На радиальную жёсткость колеса влияют число спиц, крестов.
  3. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от dimitrii73 Посмотреть сообщение
    Ну и хорошо..... с ними всё отлично только в рекламе
    По факту с ними начинаются очень неприятные вещи - чуть песочек/наискосок бордюрчик/едва выступающий поверх асфальта трамвайный рельс - "непонятная уборка": едешь, как обычно, но вдруг находишь себя уже лежащим на асфальте
    Нежёсткими шины получаются, неслабо деформируются, проскальзывают.
  4. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от FreeJazz Посмотреть сообщение
    А кстати, за всей этой круговертью мы забыли про ширину обода.
    Следует не забывать и о внутренней глубине обода, которая ощутимо влияет на трение качения колеса.
    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 FreeJazz Посмотреть сообщение
    Колеса то одинаковой ширины или тут тоже выбор предстоит?
    А то 28 на разной ширине будет не одно и то же.
    Внутренне шире обод, ниже коэффициент трения качения колеса за счёт меньшей высоты воздуха в шине.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    Одна и та же шина, на внутренне более широкий обод схожего профиля будучи установленной, содействует сокращению высоты занимаемой в ней сжатым воздухом полости.
    https://forum.velomania.ru/entry.php?b=10877&comments
  6. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от FreeJazz Посмотреть сообщение
    У меня сейчас на Зонде, ещё старой с 15 мм, стоят покрышки 28 мм - такие бублики смешные
    Меньшей выходит жёсткость колеса с относительно неузкой шиной на внутренне узком ободе, большим трение качения, по сравнению как наоборот.
  7. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    у него спиц и крестов сильно меньше
    Первое содействует понижению радиальной жёсткости колеса, а второе повышению.
  8. Аватар для Pranevich Ihar
    Новые версии обзоров от ИИ Google по запросу Pranevich эффект ...
    Обзор от ИИ
    «Эффект Праневича» (в контексте форума Velomania.ru) — это концепция влияния формы велосипедного обода на жесткость шины и сопротивление качению. Чем меньше объём воздуха в камере (меньше высота профиля обода), тем выше упругость системы, меньше деформация шины и, как следствие, меньше потери энергии на трение качения.
    Основные положения теории (И.И. Праневич):
    Снижение диссипации: Меньший объём воздуха в камере (особенно в узких или двустенных ободах) увеличивает жесткость системы «шина-воздух».
    Уменьшение деформации: При меньшем объёме воздуха деформация (сжатие в пятне контакта) происходит менее интенсивно, что уменьшает необратимые потери энергии.
    Оптимальный подбор: Для лучшего наката на ровной дороге рекомендуется использовать обода, ограничивающие объём воздуха внутри шины.
    Концепция объясняет работу колеса как системы «жесткий обод + набор пружин (воздух)», где задача — минимизировать деформацию воздуха.
    Обзор от ИИ
    «Эффект Проневича» (исследование И.И. Проневича) — это концепция влияния формы велосипедного обода на жесткость покрышки и, как следствие, на снижение потерь энергии (сопротивление качению). Согласно исследованию, использование ободов с меньшим внутренним объемом воздуха и высотой (двустенных) повышает жесткость системы «колесо-воздух», уменьшая деформацию и трение качения, что улучшает накат на ровной дороге.
    Основные положения исследования:
    Механизм: Меньший объем воздуха в камере обеспечивает более высокую упругость (способность сопротивляться деформации).
    Влияние обода: Двустенные обода, имеющие меньшую внутреннюю высоту воздуха, работают жестче, чем одностенные.
    Оптимизация: Для снижения потерь энергии рекомендуется использовать обода с меньшей глубиной профиля и, при одинаковом размере шины, выбирать обод с большей внутренней шириной.
    Результат: Повышение жесткости системы позволяет уменьшить величину деформационных сил сопротивления качению.
    Работа И.И. Проневича (БелГУТ) основана на моделировании шины как набора пружин, закрепленных на ободе, что позволяет оптимизировать подбор колес для повышения ходовых качеств велосипеда.
  9. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от kaarel Посмотреть сообщение
    30 мм покрышки на широком ободе божественны по столичному асфальту.
    Цитата Сообщение от kaarel Посмотреть сообщение
    21 внутри
    Пошире обод внутренне меньшей глубины, или поуже шину, применять, и коэффициент трения качения колеса снизится.
  10. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от EndoSteel Посмотреть сообщение
    Не, ну спицовка солнышком - это явный косяк, тупо экономят на длине спиц. Наверное думают что с пухлой резиной дубовость незаметна будет - ни фига подобного, даже так разница ощущается.
    Меньше крестов спицевания, больше радиальная жёсткость колеса, ниже его трение качения.
  11. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Limonad40 Посмотреть сообщение
    с шоссейными покрыхами
    Содействует снижению трения качения колёс применение узких шин.
  12. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от сергей345 Посмотреть сообщение
    Вообще не понятно, как это парень на шоссейнике 25 мм трясется. Виброболезнь зарабатывать только. Поставил бы 47-50 мм, было бы в самый раз.
    Выше трение качения колёс на шинах шире.
  13. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Bucket of kittens Посмотреть сообщение
    Камера трется об ниппель. НИППЕЛЬ. Тебе знакомо енто слово, ась? Даже не о сам ниппель, а о бугорок ободной ленты, над ентим ниппелем.
    Толстую ободную ленту поставить, ещё и коэффициент трения качения колеса снизится.
  14. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от wwwwwwww Посмотреть сообщение
    И по личным ощущениям - колеса - это процентов 80-90 того, что определяет, сколько велосипедист потратит сил в пути. Если колеса катят, это очень облегчает жизнь велотуриста, если не катят - наоборот.
    Снижать нужно трение качения в системе "колесо- дорога", подбором обода и шины.
  15. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от MEHANIK Посмотреть сообщение
    Покрышки - 50%, сопротивление воздуха - 48%
    На коэффициент трения качения колеса и обод влияет.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar Посмотреть сообщение
    Трение качение колеса снижается с уменьшением внутренней глубины обода, увеличением ширины.
  16. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от azg_ Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от wwwwwwww Посмотреть сообщение
    колеса - это процентов 80-90 того, что определяет, сколько велосипедист потратит сил в пути
    учитывая, что две практически одинаковые на вид покрышки могут дать разницу в сопротивлении качению ватт в 20-30 с пары. а ещё наличие или отсутствие камер в колёсах, неверно выбранное давление, недостаток жесткости рамы, наличие или отсутствие подвески, плохо смазанная трансмиссия и куча других факторов. то парой ват сопротивления во втулке, определяющих, как долго будет крутиться незагруженное колесо, можно смело пренебречь как близким к погрешности значением. чтобы втулка начала оказывать хоть сколько-нибудь заметное влияние на езду, в ней должны быть уже конкретно квадратные побитые хрустящие шары, раздолбанные конуса и дорожки.
    Не следует забывать о влиянии внутренней глубины обода на трение качения колеса с пневмошиной.
    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
  17. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Dlivsejo Посмотреть сообщение
    По асфальту если кататься то на шоссе или гревеле наверное
    Уже шины, меньше трение качения колёс велосипеда.
  18. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от PASSATizhi Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от Сaptain Посмотреть сообщение
    Кресты нужны, чтобы передавать крутящий момент. Если его нет, то пофиг. Без крестов короче спицы, следовательно жоще колесо, меньше вес. А удар держит одинаковое количество спиц, что с крестами, что без оных.
    милиард вилсетов, где одна сторона спицовки без крестов, а сторона с нуждой усилия, с крестом
    Ну он так и сказал.
    А есть еще колесы, где сторона усилия (кассеты) без крестов, а обратная - с крестами.
    Связь между фланцами втулки жёсткая, один и тот же момент силы на них передаётся.
  19. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от wwwwwwww Посмотреть сообщение
    Цель крутануть колесо - не в том, чтобы высчитывать секунды, сколько у кого колесо будет крутиться, а понаблюдать, как резко или плавно оно будет останавливаться и сделать выводы о наличии этих самых паразитных сил трения во втулке (не важно от чего - слишком много густой смазки, кривая ось, криво запрессованы подшипники, перетянуты конуса или еще что). Я могу согласиться, что в начале поездки или в коротких покатушках ноги этого не ощущают, но когда едешь на последнем издыхании, особенно, если уже голодный, то любое паразитное сопротивление, которое мешает ехать, уже превращает поездку из радости в пытку.
    Решающие потери энергии при качении колеса происходят за счёт деформаций шины, и сократить их можно путём подбора, её и обода, на который она установлена.
  20. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от rrust Посмотреть сообщение
    Если ты можешь крутя педали ощутить эти тормоза убитых подшипников, значит свободное колесо даже оборота не сделает при таком сопротивлении. А если колеса как-то вращаются, то не там ты ищешь свои потери.
    Ищи их в неподходящей резине.
    Обод, касательно внутренних глубины и ширины, влияет на коэффициент трения качения колеса.