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

Pranevich Ihar

Трение качения в системе "колесо- дорога"

Рейтинг: 4.81. Голосов: 204.
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 Лепила Посмотреть сообщение
    Конечно не слышно было ни одного восторженного вопля типа-"Просто валит!!"
    Наверное, трение качения колёс не очень-то и мало.
  2. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от GrandKunjut Посмотреть сообщение
    скорее всего всё хорошее в них пошло на антипрокол. катят не очень. как будто в манную кашу упираешься.
    Получается, шины в накачанном состоянии, и, соответственно, колёса на них, нежёсткие.
  3. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от MEHANIK Посмотреть сообщение
    А палец позволяет определить давление на обод?
    Подтвердить факт возрастания давления воздуха в локальной области деформации пневматической шины позволяет контактная пара, закреплённая там на внутренней стенке обода.
  4. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от vadim_ Посмотреть сообщение
    разгон стал будто-бы чуть более "ватный"
    Возможно, из-за изменения весовой нагрузки на колёса возросло их суммарное трение качения.
  5. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от terka Посмотреть сообщение
    Универсальный - это не "лучший во всём", а тот, который может похуже, но и там и там. В этом плане универсальный скорее фр/дх байк. Он доедет туда, куда доедет шоссер. Пусть медленнее. Но вот шоссер в фр/дх условиях будет... изрядную часть на плече ехать
    На велосипеде с шоссейными колёсами по нормальному асфальту эффективнее ехать, выше скорость при той же мощности велосипедиста.
  6. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от SE4. Посмотреть сообщение
    далеко не дешёвые обода
    Внутренне неглубоким обод должен быть, для минимизации трения качения собранного на нём 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
  7. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Jambozzy Посмотреть сообщение
    обычно проблема с очень неглубокой "канавкой" в середине обода.
    Как правило, коэффициент трения качения колеса на таком ободе ниже за счёт меньшей высоты полости, занимаемой воздухом в шине.
  8. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от CaRB0FoSS Посмотреть сообщение
    29-й легчайший обод чисто под бескамерку с практически отсутствующей центральной канавкой
    Лучше, всё-таки, меньшее трение качения колеса и проблематичные снятие, установка шины, позволяющие ехать на спущенной в случае необходимости, чем наоборот.
  9. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от PASSATizhi Посмотреть сообщение
    Хороший лигерад и рулится, и едет быстро/долго. И гео у него кардинально другая
    Весовая нагрузка на колёса более равномерная, ниже их суммарное трение качения.
  10. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от basil_bezdna Посмотреть сообщение
    туда ставится не шире 28-30 мм
    Меньше трение качения колёс на узких шинах.
  11. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Dusty Посмотреть сообщение
    Покрышка должна раздуваться до того размера, который на ней указан.
    Размеры шины в накачанном состоянии зависят также от внутренней ширины обода, на который она установлена.
  12. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от andreymozh Посмотреть сообщение
    наклеить бескамерную ленту
    Слои ободной ленты сокращают высоту полости, занимаемую воздухом в шине, что содействует уменьшению 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
  13. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от rrust Посмотреть сообщение
    Так вот спицы рвутся от 270-300кг нагрузки, я тяну примерно на 110-120кг. Потом когда покрышка надета, то натяжение еще падает.
    Понижается сила натяжения спиц колеса с повышением избыточного давления воздуха в шине.
  14. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от dimitrii73 Посмотреть сообщение
    едет так же легко т быстро, как СтШоссе на трубках - 30+ км/ч
    Колёса на трубках имеют невысокие значения коэффициента трения качения.
  15. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от terka Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от dimitrii73 Посмотреть сообщение
    В горку - да, тяжеловат, спору нет.
    Подозреваю, немалую толику в это вносит масса.
    Следует учитывать также, что трение качения колёс на подъёмах повышается: О трении качения на подъёмах и спусках, https://forum.velomania.ru/entry.php?b=12041.
  16. Аватар для Pranevich Ihar
    Когда-то, на заднем колесе Туриста повреждались спицы преимущественно с левой стороны, сила натяжения которых была меньшей, по сравнению с правыми.
  17. Аватар для Pranevich Ihar
    Динамическая нагрузка в процессе качения колеса на слабее натянутые спицы может быть большей.
  18. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Лепила Посмотреть сообщение
    У меня ВСЕГДА обрывало только справа хорошо натянутые спицы. В основном при резком старте с места.
    В данном случае, выходит, сумма нагрузок на спицы, статической и динамической, высокая, возможно, превосходя допустимый для них предел, с учётом их усталости.
    Цитата Сообщение от Лепила Посмотреть сообщение
    Уставшие спицы рвались при резкой нагрузке именно при старте в горку или заезде на препятствие ,так что эти дешевые приемчики про "войнов" не катят. Никаких особых усилий для этого не требовалось. Я всегда грешил на перетяжку.
  19. Аватар для Pranevich Ihar
    Лучше всего, чтобы сила натяжения спиц колеса была как можно более равномерной, не слабой или чрезмерной.
  20. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от мариуполь Посмотреть сообщение
    А собрать нормальные колеса которые порвать невозможно никак-это не проблема.
    Трение качения хороших колёс должно быть минимальным в преобладающих условиях эксплуатации.