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

Pranevich Ihar

Трение качения в системе "колесо- дорога"

Рейтинг: 4.85. Голосов: 191.
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: Нет Добавить / редактировать метки
Категории
Без категории

Комментарии

  1. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Sonic boom ice Посмотреть сообщение
    Стравить давление в переднем
    Подобно тому, бывает, делают, при этом трение качения переднего колеса может увеличиться на меньшую величину, чем сократиться заднего, и, в результате, сумма понижается.
  2. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от f1rstx Посмотреть сообщение
    25мм в 2024 году ниоч
    Цитата Сообщение от Tezka Посмотреть сообщение
    На 25мм. 28 и даже на 21. везде есть нюансы.
    Реальность такова, что чем лучше дорога, тем уже шина нужна для минимизации трения качения колеса.
  3. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Heinz Посмотреть сообщение
    В общем не вижу больше смысла в экспериментах
    Тенденция имеется,- для велосипеда с колёсами на внутренне более широких ободьях мощность силы тяги меньше.
  4. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    Логично будет разница в накате при не_высоких давлениях: трение компаунда максиса не такое грубое = катить будет лучше.
    Имеет значение жёсткость шины с воздухом, и при низком его давлении в ней таковая будет меньше, а трение качения колеса, соответственно, больше.
  5. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Heinz Посмотреть сообщение
    Результаты зависят от направления и скорости ветра
    Немного, возможно, однако, маршрут круговой, влияние было бы случайным, а здесь во всех опытах мощность силы тяги для достижения определённой скорости движения при использовании колёс на узких ободьях больше.
  6. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от timoha1986 Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от dimas000 Посмотреть сообщение
    тачка явно не для пуляния на скорость по шосце
    Можно поставить шосс. покрышки и будет пулять.
    Меньше трение качения колёс велосипеда, выше скорость при той же мощности силы тяги.
  7. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от сергей345 Посмотреть сообщение
    Думаю, что 45 мм минимум и давление 2,5 атмосферы по- комортнее будет на гравии.
    Цитата Сообщение от Sonic boom ice Посмотреть сообщение
    Поменьше спиц в колесе , меньше натяжение
    Большим на твёрдой ровной поверхности коэффициент трения качения колеса выйдет, за счёт его малой жёсткости.
  8. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Чем выше антипрокольность тем ниже удовольствие от езды. Предполагаю что не только в массе покрышки дело.
    Меньше жёсткость слоя шины, с дорогой контактирующего, больше потери энергии на его деформации.
  9. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Dmitry_30 Посмотреть сообщение
    А ведь в крыле теперь малое кольцо открыто, с новым гладким и прекрасным асфальтом.
    Какой же кайф... Небо и земля, по ощущениям и реальной прибавкой в скорости.
    Жёсткие колёса с минимальным трением катятся по ровному твёрдому покрытию.
  10. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Erofeich Посмотреть сообщение
    сзади - более катящую резину
    Цитата Сообщение от Erofeich Посмотреть сообщение
    полегче и поглаже - их назад
    Совсем не обязательно, что будет обладать меньшим трением качения колесо с более лёгкой шиной, её жёсткость со сжатым воздухом имеет определяющее значение.
  11. Аватар для Pranevich Ihar
    В случае, если имеются два подобных велосипеда и разных комплекта шин, то первоначально так их лучше и поставить. Затем, если выяснится, что один велосипед едет заметно лучше другого, то можно попробовать заменить заднюю шину худшего на переднюю лучшего.
  12. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от сергей345 Посмотреть сообщение
    Самый кайф в вязкости кручения. На перекидке жестко в колесо, а здесь мягко, комфортно.
    Нежёсткие системы имеют большие потери энергии на деформации, при той же величине силы.
  13. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от m.ix Посмотреть сообщение
    Чем быстрее движется тело тем его масса становится выше.
    Пример.
    пинпонговый теннисный шарик, хорошо разогнанный может запросто в ракетке игрока сделать не малое отверстие.
    С увеличением скорости возрастает импульс, или количество движения, p= mv.
  14. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Чем легче порышка тем лучше едет. Намного лучше.
    Основное влияние на трение качения колеса оказывает жёсткость шины с воздухом.
  15. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от kasyanov Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от Dmitry_30 Посмотреть сообщение
    Механические потери у планетарки выше цепной?
    Выше.
    Потери энергии на работу сил трения качения в системе "колесо- дорога" существенно превышают таковые исправных втулок различного типа.
  16. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Dmitry_30 Посмотреть сообщение
    А слики для дороги/шоссе дали бы ещё больше эффекта.
    Тоньше часть шины, покрытия касающаяся, выше её жёсткость, меньше потери энергии на деформации.
  17. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Чем легче порышка тем лучше едет. Намного лучше.
    Если подойти со стороны, что более широкая шина схожей модели тяжелее, то тогда да, колесо с ней будет иметь больший коэффициент трения качения на твёрдой ровной поверхности.
  18. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Dmitry_30 Посмотреть сообщение
    Вся эта "вязкость" это увеличение потерь мощности и как следствие уменьшение скорости.
    В общем-то, так, происходят ненужные деформации.
  19. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от m.ix Посмотреть сообщение
    Скоро подумывают выпустить одна компания новые покрышки для велосипедов разного диаметра
    https://images.squarespace-cdn.com/c...g?format=1500w
    Не пневмошины, похоже.
  20. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от raven ???? Посмотреть сообщение
    Они изобрели одинарный обод?
    Менее жёсткое колесо получается с применением одностенного обода, за счёт большей высоты полости, занимаемой воздухом в шине.