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.
4019 Комментарии
Pranevich Ihar
28.11.2018 в 20:56 (1496943 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 Rule №5 Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от domyos218 Посмотреть сообщение
    , заставляющего воздушные пружинки шуметь
    Игорь Иванович, тут Геннадий про пружинки чота сказал
    В пневмошинах воздушные пружины ищутся, там они.
  2. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от f1rstx Посмотреть сообщение
    в стоковой велосипед даже за большой прайс не поставят хорошие колеса
    С минимальным трением качения для шоссейного велосипеда колёса нужны.
  3. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Herr Meister Посмотреть сообщение
    Одно время слики 30мм ставил, по шоссе хорошая скорость была))).
    Снижается трение качения колёс при применении шин меньшей ширины.
    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
  4. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от EndoSteel Посмотреть сообщение
    колесо легче и тормозной путь короче
    По второму закону Ньютона, полная масса движущегося физического тела влияет на величину тормозящей силы при том же ускорении, F= ma.
  5. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от sysvic Посмотреть сообщение
    до скольки качать кооеса?
    Зависит от дорожных условий, рекомендумый производителем верхний предел допустимого давление воздуха в шине ведёт к снижению коэффициента трения качения колеса на нормальном асфальте.
  6. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    Единственное реальное от Кэпа Очевидность: чтобы поднять скорость выше народной, надо тупо купить лишь шины как можно лучше, это да, даже стелс это нормально так почувствует.
    Ещё и ободья малой внутренней глубины использовать, чтобы колёса с минимальным трением качения получались.
  7. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    рама
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    катит лучше рамы
    Вероятно, что в первом случае весовая нагрузка на колёса равномернее, они катятся, рама едет.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    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.
    https://forum.velomania.ru/entry.php?b=12064
  8. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от сергей345 Посмотреть сообщение
    У меня на первом месте ходовые качества, красота и шашечки на втором месте.
    В первую очередь, на ходовые качества велосипеда влияют его колёса с шинами.
  9. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от ROG_XXX Посмотреть сообщение
    То при необходимости я могу сам себе сварить любую загогулину. Но пока руль типа "козел" (рогами вперед) вполне меня устраивает.

    Вложение 718814
    Заднее колесо далековато назад отодвинуто, что уменьшает весовую нагрузку на него, содействуя сокращению трения качения.
  10. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    И главное - психология: взяв недефолтный велик, я от него реально жду, грубо говоря, "что он будет ехать почти сам" - он же недефолтный! И сильно разочаровываюсь, если он не оправдывает.
    Способ действенной оптимизации колёс, уменьшения их трения качения, заключается в закладывании ободьев лентой по возможному максимуму толщины.
  11. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от сергей345 Посмотреть сообщение
    Поставил звезду по-меньше назад к планетарной втулке к городскому ашану на узких колесах. После фэтбайка не нужно раскатываться. Велосипед прет легуко.
    Колёса на узких шинах тому причина.
  12. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    виновата основа - рама "не той системы"
    Роль рамы сводится к разделению весовой нагрузки на колёса велосипеда, от чего зависит их суммарное трение качения: Мощность сил трения качения при различной весовой нагрузке на колёса, https://forum.velomania.ru/entry.php?b=12064.
  13. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Sergo.ru Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от Bucket of kittens Посмотреть сообщение
    Вложение 718795
    Красивая иллюстрация того как легко наш мозг можно обмануть.
    Если взять реальное колесо, сделать отметку на нём и на полу и прокатить, всё сразу становится на свои места.
    И тогда не возникнет вопросов что при одной и той же скорости маленькое колесо крутится быстрее большого.
    Угловая скорость колеса меньшего радиуса при той же линейной выше, w= v/r, на анимации красная точка движется с большей линейной скоростью по сравнению с синей.
  14. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Bucket of kittens Посмотреть сообщение
    Велосипед движется со скоростью 2 м/с, длина окружности обода 1 метр (для простоты не будем учитывать покрышку, она = 0), за 1 секунду колесо сделает 2 оборота, 2 оборота умножить на длину окружности 1 м = 2 м, следовательно скорость движения обода относительно колодок 2 м/1 с = 2 м/с.
    Берём вдвое меньшее колесо с длиной окружности обода 0,5 м. За 1 секунду это колесо сделает 4 оборота, 4*0,5 = 2 м, следовательно скорость движения обода относительно колодок 2 м/1 с = 2 м/с.
    Т.е. скорость движения обода относительно колодок одинаковая и не зависит от диаметра колеса, неучи!
    При одинаковой скорости движения ширина шины влияет на линейную скорость обода, и это влияние тем больше, чем меньше радиус колеса.
  15. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от АК74 Посмотреть сообщение
    При одинаковом тормозном пути в два раза меньший радиус обода будет тереться в два раза больше раз.
    При тормозном пути 10 оборотов колеса, в два раза меньшему радиусу нужно 20 оборотов колеса.
    Износ обода зависит от длины дорожки торможения обода.
    Подобное касается и шины, на колесе меньшего диаметра, одной и той же его линейной скорости, она чаще соприкасается с дорогой. 
  16. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    здесь обода 26" ( я таких больше не хочу )
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    26" колеса мне уже надоели
    С большим трением качения, как правило, колёса эти, из-за неузких шин.
  17. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Вот нашел тоже односкоростной какой то мерлин в ростовке л 6.6 кг. Рама, вилка титан.
    Главное, колёса нужны нормальные, с малым трением качения.
  18. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от Николай Б. Посмотреть сообщение
    Вот это очень важно!
    Кстати, у меня лично такое - с рамой МЛ: как будто под меня сделана.
    Но только вот это - твоя ли рама - понятно, если катаешь дальше и активнее клумбы (и при этом не с посылом "везет не телега, а лошадь") А еси каталец берет велик для до соседней деревень помастрасить, он может не отличить одну раму от другой.
    Чем с большим трением качения колёса велосипеда, тем равномернее необходима весовая нагрузка на них.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    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.
    https://forum.velomania.ru/entry.php?b=12064
  19. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    Предположим, физическое тело, угол между плоскостью фронтальной поверхности площадью S которого и направлением движения равен ϕ, имеет скорость v относительно окружающей его воздушной массы. Величину силы давления со стороны воздуха на данное тело можно определить, используя основное уравнение молекулярно- кинетической теории и уравнение состояния идеального газа: F= p·S= (1/3)·(μ/N(а))·(р(0)/(kT))·(vsin(ϕ)·vsin(ϕ))·S, где μ- молярная масса воздуха, N(а)- число Авогадро, р(0)- атмосферное давление, k- постоянная Больцмана, T- термодинамическая температура.
    https://forum.velomania.ru/entry.php?b=12019&page=31
    Учитывая, что газовая постоянная, R= k·N(а), формула для определения силы давления со стороны воздуха примет следующий вид: F= (р(0)μ(vsin(ϕ)·vsin(ϕ))S)/(3RT).
  20. Аватар для Pranevich Ihar
    Дизель-поезд ДП1 при мощности 382 кВт, массе 60 т развивает скорость 120 км/ч, сумма сил сопротивления движению, качению и лобового, получается равной 11,5 кН, из них величина первой 9,0 кН, второй 2,5 кН, а безразмерный коэффициент трения качения колёс составляет 0,015.