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 dimitrii73 Посмотреть сообщение
    мягкие колёса не катят - ни в гору, ни на скорость
    Немалым трением качения обладают, по причине существенных деформаций.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    Получается, что колесо, имеющее меньшее значение коэффициента сопротивления качению на равнине, имеет и меньший прирост потерь за счёт работы силы трения на подъёме по сравнению с колесом, больше сопротивляющемуся качению. https://forum.velomania.ru/entry.php?b=12041
  2. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от сергей345 Посмотреть сообщение
    Я здесь прочитал, что чем выше обод, тем жестче колесо.
    Так и есть, однако, большее влияние имеют внутренние глубина и ширина обода
  3. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от bwn Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от сергей345 Посмотреть сообщение
    Т

    Там обод низкий. Я здесь прочитал, что чем выше обод, тем жестче колесо. На таких, боюсь до первой ямины и исправлять восьмерки.
    Ну это никак от высоты обода не зависит
    В общем-то, жёсткость зависит,- жёстче как сам обод, так и более короткие спицы; прочность же особо может не меняться.
  4. Аватар для Pranevich Ihar
    Жёсткость определяет упругие деформации колеса, а прочность, касательно возникновения биений, пластические.
  5. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от сергей345 Посмотреть сообщение
    обод низкий
    Низкого профиля ободья применялись в шоссейных колёсах, их высокая жёсткость достигалась использованием трубок.
  6. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    не сможет их заменить по своим качествам ?
    Физические свойства колеса с шиной имеют значение, не только её самой по себе.
  7. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от f1rstx Посмотреть сообщение
    Покрышки - самое главное в велосипеде
    Точнее, колёса с шинами.
  8. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от 2020АК103 Посмотреть сообщение
    А почему 30 а не 32-35 или не 25-28?
    От дорожных условий зависит,- чем они лучше, тем уже шины нужны для минимизации трения качения колёс.
  9. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Sonic boom ice Посмотреть сообщение
    при увеличении давления " вязнет " - не освальд
    На асфальте уменьшается коэффициент трения качения колеса с увеличением давления воздуха в шине.
  10. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    Неглубокие ободья под трубки
    Способствуют минимизации трения качения колеса.
    Эффект заключается в увеличении жёсткости колеса и уменьшении его коэффициента трения качения при сокращении высоты полости, занимаемой сжатым воздухом внутри пневматической шины.
  11. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от slippery road Посмотреть сообщение
    Даже при значительно меньшем давлении, покрышки так не деформируются, как на более узких ободах с максимальным давлением происходило.
    Шире обод, может ещё и внутренне менее глубокий, жёстче шина с воздухом, меньше деформации под действием одной и той же весовой нагрузки.
  12. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от сергей345 Посмотреть сообщение
    По поводу жесткости высокого обода колеса.
    Цитата Сообщение от сергей345 Посмотреть сообщение
    Что высокий обод более жесткий.
    Колесо на нём получается более жёстким, имеет меньшее трение качения на твёрдой ровной поверхности.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    В общем-то, жёсткость зависит,- жёстче как сам обод, так и более короткие спицы; прочность же особо может не меняться. https://forum.velomania.ru/entry.php...1#comment21341
  13. Аватар для Pranevich Ihar
    Следует отметить, что жёсткость колеса в сборе обуславливается преимущественно жёсткостью шины со сжатым воздухом.
  14. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar Посмотреть сообщение
    Деформации упругих тел описываются законом Гука.
    Именно закон Гука связывает между собой такие физические величины, как сила, жёсткость, абсолютная деформация.
  15. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от octoforest Посмотреть сообщение
    асфальтеры заканчиваются на 1.75 (45 мм)
    Для езды по хорошему асфальту колёса на существенно более узких шинах оптимальнее.
  16. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Dmitry_30 Посмотреть сообщение
    зависит от ширины покрышек и давления в них
    Уже шина, больше давление воздуха в ней, меньше и коэффициент трения качения колеса.
  17. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Покрышки это очень важная вещь и для внешнего вмда велосипеда и для ходовых качеств.
    Сами колёса, в первую очередь ободья, также важны.
  18. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от octoforest Посмотреть сообщение
    Накат на асфальте - это не менее 4,5 бар давления. Меньше - кисель.
    Нежёсткое колесо, немалые потери энергии на деформации.
  19. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от oldcitizen Посмотреть сообщение
    У меня такая на 28 мм. 6 тыс. отходила без прокола.Но как правильно тут сказали, ощутимо съедает накат. Как всегда, выбираешь между чем то.
    За счёт большей толщины слоя шины, с дорогой соприкасающегося, меньше его жёсткость.
  20. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от TOLM Посмотреть сообщение
    Сменил штатные ридлеры 37 на типа любимые цинтураты 45.. больше хотелки чем необходимость

    Также попробовал 52 мм.. херня какая то а не гравийник получается.

    Ридлеры в целом норм резина. Неплохой накат.
    В некоторых условиях широкие шины избыточны, способствуя лишь увеличению трения качения колёс.