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

Pranevich Ihar

Трение качения в системе "колесо- дорога"

Рейтинг: 4.89. Голосов: 170.
240 Комментарии
Pranevich Ihar
28.11.2018 в 20:56 (85270 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

Категории
‎ Без категории

Комментарии

  1. Аватар для Pranevich Ihar
    Жёсткость пневмошины меньшей ширины на одном и том же ободе при одинаковом давлении воздуха в ней больше.
    Цитата Сообщение от Dmitry_30 Посмотреть сообщение
    На прошлой неделе поменял покрышку на заднем колесе с виттории рубино про г2.0 30мм на 28мм.
    Катал на давлении 80 psi (перед-зад). Но жосткость такая, что неровности асфальта начал чувствовать попой.
    Обновлено 10.07.2023 в 20:08 Pranevich Ihar (дополнение)
  2. Аватар для Pranevich Ihar
    Некоторые велокоманды используют колёса на трубках, обладающие большей жёсткостью из-за меньшей высоты воздуха в них.
    To our surprise, though, we saw a set of 24c tubular tyres (which measured 24.4mm-wide) mounted to a bike belonging to Jumbo-Visma, one of the most technologically progressive teams in the peloton.
    And not just anyone’s bike, but one belonging to last year’s yellow jersey winner, Jonas Vingegaard.
    https://www.bikeradar.com/features/p...M9UoSSWnrJk5JQ
  3. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от jazz_fan Посмотреть сообщение
    одна и та же покрышка на более широкий обод
    Цитата Сообщение от jazz_fan Посмотреть сообщение
    один и тот же обод с более широкой покрышкой
    Цитата Сообщение от jazz_fan Посмотреть сообщение
    они противоположны по эффекту на трение
    Ширина шины увеличится в обоих случаях, но при одинаковом давлении воздуха в первом коэффициент трения качения колеса будет меньше, во втором больше.
  4. Аватар для Pranevich Ihar
    Способствует уменьшению коэффициента трения качения колеса установка на его обод узкой покрышки.
    Цитата Сообщение от сергей345 Посмотреть сообщение
    Поставил тонкие покрышки На свой спортинг. швальба круизер 1.75", с городским рисунком. Оболдеть, сразу накат лучше, а в жесткости разницы почти нету, по сравнению с покрышкой 2.1". Особенно с горы ощущается как быстро разгоняется велосипед.
  5. Аватар для Pranevich Ihar
    Ещё один подобный отзыв от перехода на узкие шины.
    Цитата Сообщение от sito Посмотреть сообщение
    перекинул 32 резину и поставил 25 мм ( по факут 23 мм ) - накат стал песня !
  6. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от gestynoi Посмотреть сообщение
    И 23мм , при прочих равных, будет быстрее 28мм . Точка!
    Именно так и есть, на ровном твёрдом покрытии.
    Обновлено 29.07.2023 в 22:36 Pranevich Ihar (дополнение)
  7. Аватар для Pranevich Ihar
    Об увеличении жёсткости колёс с относительно узкими шинами и уменьшении с широкими, очередной пример ...
    Цитата Сообщение от Денис_Сергеевич Посмотреть сообщение
    в городе золотая середина летом - 25-28мм, а зимой 32-35 (если мы о фиксе). Меньше 25 - слишком жестко, больше 28 - уже излишне мягко
    Обновлено 31.07.2023 в 23:58 Pranevich Ihar
  8. Аватар для Pranevich Ihar
    Во время езды по хорошей дороге ригидный велосипед с более жёсткими колёсами ощущается мягче, мягкими- жёстче.
  9. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    С физической точки зрения колесо представляет собой систему упругих элементов, то есть пружин, возможно существенно различной жёсткости, воздушных и (или) изготовленных из любых подходящих материалов.
    Чем больше жёсткость шины, тем существеннее влияние жёсткости иных составляющих колесо компонентов на его общую жёсткость.
  10. Аватар для Pranevich Ihar
    Конструкция Тахиона с рогатым рулём способствовала более равномерному распределению весовой нагрузки на колёса, приводящему к снижению их суммарного трения качения.
  11. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от SeAreGa Посмотреть сообщение
    Тальком камеру снаружи?
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar Посмотреть сообщение
    Использовали товарищи когда-то для хранения, на ходовых качествах велосипеда никак не отражалось.
    Our main conclusion is that using talcum powder on inner tubes does not reduce rolling resistance. Although all our test results come in within the margin of error, analyzing the test results indicates talcum powder results in a tiny increase in rolling resistance. https://www.bicyclerollingresistance...um-powder-test
    Не приводит присутствие талька в шине к уменьшению коэффициента трения качения колеса.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    Наличие смазки между покрышкой, камерой и ободом уменьшает жёсткость колеса, увеличивая потери энергии на деформации. https://forum.velomania.ru/entry.php...age=3#comments
  12. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar Посмотреть сообщение
    Именно так,- нормальные велосипедные колёса катятся, а не скользят. В отличие от лыж или коньков.
    Минимизация скольжения при качении ведёт как к уменьшению коэффициента трения колеса, так и увеличению долговечности шины.
  13. Аватар для Pranevich Ihar
    По второму закону Ньютона, F(т)+F(с)= ma, в скалярном виде F(т)-F(с)= ma, где F(т)- сила тяги, F(с)- сумма сил сопротивления движению, m- полная масса системы, величина ускорения определяется a= (F(т)-F(с))/m.
  14. Аватар для Pranevich Ihar
    Нередко случается, что несколько большей массы колесо имеет существенно меньший коэффициент трения качения на ровном твёрдом покрытии.
  15. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от jazz_fan Посмотреть сообщение
    при использовании обода по назначению давление кратковременно возрастает при приземлениях после дропа в 2-3 раза
    Большей частью локально, в области действия деформирующей силы; среднее давление воздуха в шине не столь существенно повышается.
    Обновлено 30.08.2023 в 11:55 Pranevich Ihar (дополнение)
  16. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    Система со сжатым воздухом, к примеру, пневматическая шина, ведёт себя подобно любой природы упругому телу,- в области действия внешней нормальной силы возникает напряжение, то есть дополнительное давление, равное очень примерно, из-за размытости границ, отношению её величины к площади поверхности, на которую она воздействует.
    Разделение её на как бы независимо друг от друга функционирующие части, оболочку и газ, не представляется корректным.
  17. Аватар для Pranevich Ihar
    При иных подобных условиях более широкая шина, несмотря на большую действующую на неё со стороны находящегося в ней воздуха силу, имеет меньшую жёсткость.
  18. Аватар для Pranevich Ihar
    Нет возможности узнать величину коэффициента трения качения самой по себе шины, он определяется для конкретного колеса с ней, и на разных весьма вероятны его различные значения.
    Обновлено 19.09.2023 в 19:11 Pranevich Ihar
  19. Аватар для Pranevich Ihar
    При повышении частоты вращения барабана в лабораторных испытаниях, к примеру, https://www.bicyclerollingresistance...ion-xc-rc-lite, происходит изменение показаний измеряющего весовую нагрузку на колесо прибора, что может свидетельствовать об увеличении деформации шины с ростом линейной скорости. И это изменение менее заметно при проведении теста более узкой шины, https://www.bicyclerollingresistance...wer-cup-tlr-28, то есть, выходит, возрастание деформации меньшее.
    Обновлено 19.09.2023 в 20:28 Pranevich Ihar (исправление опечатки)
  20. Аватар для Pranevich Ihar
    Получается, что если во время опытов весовая нагрузка на колесо уменьшается, то определяемые значения коэффициента трения качения, силы, её мощности оказываются заниженными, причём тем больше, чем шире шина.