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

Pranevich Ihar

Трение качения в системе "колесо- дорога"

Рейтинг: 4.82. Голосов: 203.
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 PASSATizhi Посмотреть сообщение
    Сковорода на шосике тупо не красиво.
    Меньше диаметр звёзд, выше износ трансмиссии велосипеда за счёт большей силы натяжения цепи, при иных подобных условиях, повышенное трение качения колёс также его усиливает.
  2. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от stronge Посмотреть сообщение
    У меня 21 мм внутри, 28 мм резина, вес с велосипедом - 90 кг. Я с бутилом качаю в зад 72,5 пси (5.0 атм), ниже уже пробиваюсь на стыках. А мне картинка советует 4,6 качать, такое только с ТПУ прокатит...
    Меньший коэффициент трения качения колеса на ровной твёрдой поверхности при большем давлении воздуха в его шине.
  3. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от 2020АК103 Посмотреть сообщение
    Мне и 23 очень комфортные. Причем забитые под максимум. Я люблю пожооще))
    Ниже трение качения колеса на жёсткой в накачанном состоянии шине.
  4. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от 2020АК103 Посмотреть сообщение
    Сумашедшая прочность и жесткость.
    Малые потери энергии на деформации жёстких конструкций.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    Для снижения потерь энергии движения необходимо повышать жёсткость системы "шина- воздух"
    Похожий эффект наблюдается и при увеличении жёсткости элементов верхнего строения железнодорожного пути, аннотация научной статьи в журнале "Трение и износ": https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47311432.
    https://forum.velomania.ru/entry.php...age=2#comments
  5. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Gera_Serg Посмотреть сообщение
    была возможность сравнить вес при замене
    23мм Vittoria Rubino (не про) практически одинакова с 700×28C CHAOYANG H-494 120TPI SILICA MAXX Compound
    У шины той же массы большего размера возможно наличие тонких нежёстких боковых стенок, что, как и увеличенная её ширина, содействует росту коэффициента трения качения колеса.
  6. Аватар для Pranevich Ihar
    Жёсткое колесо с малым трением качения на трубке.
    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
  7. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от rrust Посмотреть сообщение
    Ну и в особо сыпучих местах приходится пахать как трактор, там буквально колея образуется
    Немалую энергию тратить нужно на пластические деформации подобного вида покрытий.
  8. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от PASSATizhi Посмотреть сообщение
    Полная фигня, катать подвес по асфальту. да, всё можно, но смысл нуль.
    Потери энергии на деформации компонентов такого велосипеда, включая неузкие шины с небольшим давлением воздуха в них, немалые.
  9. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от m4100 Посмотреть сообщение
    Для хороших результатов на асфальте надо просто ехать за этим минивеном с открытой задней дверью.
    Возрастает вклад сил трения качения колёс, так как сокращается сила лобового сопротивления.
  10. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от PASSATizhi Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от m4100 Посмотреть сообщение
    Так обычно и получаются рекорды в страве.
    ага. мтбшные особенно
    Трение качения нежёстких колёс повысится с ростом скорости, что частично нивелирует уменьшение лобового сопротивления.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    Чем больше коэффициент трения качения колеса на малой скорости, тем существеннее его рост с её увеличением.
    https://forum.velomania.ru/entry.php...23958#comments
  11. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от domyos218 Посмотреть сообщение
    Шиповка 10 км в час крадет
    Повышаются потери энергии на деформации шипованных шин.
  12. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Андрей Горелов Посмотреть сообщение
    На этом фоне меркнет даже классика веломанского "колхоза" - двухподвес на сликах
    Ширина шин не менее важна, чем рисунок протектора.
  13. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Sonic boom ice Посмотреть сообщение
    Ретро трасса для стальных великов с нарамными переклюками и дюймовыми выносами
    И, крайне важно, колёсами на трубках.
  14. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от 2020АК103 Посмотреть сообщение
    Они у меня хитрые)) колеса карбоновые, а вот дорожки то алюминиевые
    Внутренний профиль обода колеса с одной и той же шиной играет главную роль касательно его трения качения.
    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
  15. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от blindrage Посмотреть сообщение
    Т.е., по вашему, если длина базы или ч/с ни на что не влияет - с какой стати конструкторам так извращаться?
    Увеличение отличия в весовой нагрузке на колёса велосипеда ведёт к возрастанию их суммарного трения качения.
    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
  16. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от 2020АК103 Посмотреть сообщение
    Но как же стало легко, взявшись за низы, наваливать копоти на плоскачах. Смещаешься чуток вперед по седлу и газуешь
    Происходит некоторое выравнивание весовой нагрузки на колёса велосипеда, снижается сумма их сил трения качения.
  17. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от 2020АК103 Посмотреть сообщение
    Первое уже могу сказать, что жесткость очень приятная, прям как поезд по рельсам едет.
    Большие значения жёсткости составляющих велосипед компонентов содействуют минимизации потерь энергии на их деформации при движении.
  18. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от 2020АК103 Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от S.N. Посмотреть сообщение
    Чой та у меня была стальная, нижние перья без перемычки, макс 23мм влезала.
    В мою тоже 25 не лезет назад. Только 23. Но я люблю жестко и узко, так что норм.
    Жёсткое колесо на узкой шине, с малым коэффициентом трения качения.
  19. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от PASSATizhi Посмотреть сообщение
    как так то, вроде ж обещали что на бескамере змеинный укус поймать не будет можно. а оказалось вообще просто)))

    https://content33-foto.inbox.lv/albu...475?1748800730
    Нежёсткая, получается, шина с воздухом.
  20. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от domyos218 Посмотреть сообщение
    Может быть, всё дело в боковинах
    Жёсткость боковых стенок шины, вероятно, относительно малая.