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 iz tochki A Посмотреть сообщение
    Шоссейные компоненты всегда дороже,так что цены и цены...
    Минимум энергии при качении терять должны шоссейные колёса.
  2. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Небесный Посмотреть сообщение
    колеса тоже тяжелее, даже узота немодная
    Меньший коэффициент трения качения у колеса на внутренне неузком малой глубины ободе с шиной поуже.
  3. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от Jonesy Посмотреть сообщение
    Так что там с накатом, сопроматчики?
    А хрен сравнишь, потому что, ну у кого тут есть две одинаковые модели шины, с разницей лишь в толщине?
    Ниже трение качения колеса на узкой шине.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar Посмотреть сообщение
    Определял значения коэффициента трения качения колёс на разной ширины шинах, 23-622 и 20-622, получились соответственно 0,00384 м и 0,00346 м.
    https://forum.velomania.ru/entry.php?b=12019
  4. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от снежный мамонт Посмотреть сообщение
    Это не практика, это "я художник, я так вижу".
    По ширине - вес ездоков может отличаться в 1.5-2раза. Почему бы и ширине покрышек так не меняться для достижения того же уровня наката.
    С ростом весовой нагрузки на колесо увеличивать его жёсткость нужно, в том числе применением внутренне неузкого обода малой глубины.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    Рассматривая воздух в камере как набор множества пружин, расположенных по окружности обода в радиальном направлении, можно предположить, что в одностенном ободе (высота воздуха больше) последовательно соединены пружины двустенного (высота воздуха меньше), жёсткость системы при этом уменьшается.
    https://forum.velomania.ru/entry.php?b=10877
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    При данном поперечном размере шины минимальное значение силы сопротивления качению будет достигнуто при её установке на обод с возможно большей из рекомендуемых внутренней шириной.
    В таком случае получается, что в широком ободе параллельно соединены пружины узкого, жёсткость системы при этом увеличивается.
    https://forum.velomania.ru/entry.php...age=4#comments
  5. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от FreeJazz Посмотреть сообщение
    "узота-широта"
    В рознящихся дорожных услових колёса с несхожими шириной ободьев, шин быть могут эффективными.
  6. Аватар для Pranevich Ihar
    На ровной твёрдой поверхности действенны колёса, имеющие шины поуже, под них как можно внутренне шире неглубокие ободья.
    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 glamball Посмотреть сообщение
    и в него лезет 38мм резина
    Не нужны колёса на неузких шинах для езды по шоссе или треку, повышенные потери энергии происходят из-за них.
  8. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от craz Посмотреть сообщение
    а еще эти механики искренне считают, что алю рама мягче стальной.
    От материала, длины, диаметра, толщины стенок труб жёсткость рамы зависит; и чем она меньше, тем больше потери энергии на её деформации при движении.
  9. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от 2020АК103 Посмотреть сообщение
    Может это самовнушение, но я неделю активно гоняю на Орлёнке, после Кольнаго.
    Абсолютно разная динамика разгона. Кольнаго нереально быстрый. Турбо-пушка.
    Абсолютно разный комфорт. Орлёнок мягкий диван.
    Абсолютно разная управляемость. Кольнаго на высоких скоростях, когда 40+ на плоском или 60-70 с горки, едет так поезд по рельсам.

    Езда по городу на Орлёнке приятная, комфортная и безопасная.
    Кольнаго для гонок, где не нужны тормоза, а нужно крутить в горизонт.
    И если бы пришлось выбрать между ними, не имея возможности хранить оба, то я даже не знаю, чтобы выбрал.
    Но точно знаю, почему диды катают на старом хламе.
    Души нет у новых велосипедов, а в старых есть жизнь и энергия.

    ---------- Добавлено  в 11:26 ---------- Предыдущее сообщение  было в 11:23 ----------

    Хотя, если завтра скажут продать все и оставить один, то я оставлю Кольнаго!
    Выше жёсткость, колёс в том числе, меньше теряется энергии.
  10. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от PASSATizhi Посмотреть сообщение
    Чот я по другому вижу. Старьё имеет жизнь и душу но не имеет скорости и навыков. А новое, острый инструмент для результатов, но без души. И должны быть дома оба. Они стопудов ночью бесесуютъ
    Может и большей скорость быть при той же мощности велосипедиста, если колёса давнишнего велосипеда на трубках.
  11. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от 2020АК103 Посмотреть сообщение
    Орлёнок не пушка-гонка, он скорее универсал. Чуть агрессии от шоссе, чуть мягкости от эндуранс.
    Катать для удовольствия.
    Но если надо вжарить короткий спринт, то он не умеет, не могу объяснить, но Кольнаго с 25 до 45 км/ч быстрее разгоняется.
    Колёса жёстче, с меньшим трением качения.
  12. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от 2020АК103 Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от stronge Посмотреть сообщение
    2020АК103, А какого у тебя размера Орлёнок и Кольнажка? Геометрию охота сравнить.
    Оба 52 размер. Но сильно больше рама у Кольнаго.
    https://geometrygeeks.bike/bike/colnago-c59-2014/
    Рама S 52
    https://bikes.fan/orro-gold-stc-disc-ultegra-2023/

    ---------- Добавлено в 13:05 ---------- Предыдущее сообщение было в 12:53 ----------

    https://www.orrobikes.com/product/go...-ultegra-di2-1
    Равномернее весовая нагрузка на колёса велосипеда быть может, меньше их суммарное трение 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
  13. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от 2020АК103 Посмотреть сообщение
    И у меня рама заказная, протур, не магазинная
    Некоторые изменения быть могли, которые посодействовали выравниванию весовой нагрузки на колёса велосипеда.
  14. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от stronge Посмотреть сообщение
    Скорее всего кольнажка заметно жёстче.
    Включая колёса.
  15. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от f1rstx Посмотреть сообщение
    это просто иллюзия из-за убогих по современным канонам 23мм покрышек
    Жёсткость колеса зависит и от внутренних глубины, ширины его обода.
  16. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от f1rstx Посмотреть сообщение
    сильнее тряска = кажется быстрее
    При качении по ровной твёрдой поверхности вибрации жёсткого, в разумных пределах, колеса ниже, так как оно меньше деформируется и спотыкается само за себя.
  17. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от 2020АК103 Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar Посмотреть сообщение
    Колёса же не одинаковые?
    32 мм и карбон колеса на Орлёнке
    И 23 мм и тоже карбон колеса на Кольнаго
    Меньший коэффициент трения качения колеса на шине поуже, при иных подобных условиях.
  18. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от 2020АК103 Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar Посмотреть сообщение
    2020АК103, внутренняя ширина ободьев какая?
    Зипы 404 на Кольнаго. И фалкрум какой-то на Орлёнке.
    По цифрам не знаю, но на Орлёнок можно поставить 23 мм точно.
    С применением узких шин трение качения колёс снизится.
  19. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    Ну так, и какая тощина однозначно лучше, или не однозначно?
    На ровной твёрдой поверхности однозначно действеннее колесо с шиной как можно уже.
  20. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar Посмотреть сообщение
    Колёса же не одинаковые?
    ИИ, там и воздух по-разному круглый
    Размеры полости, занимаемой воздухом в пневмошине, крайне важны касательно трения 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