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

Pranevich Ihar

Трение качения в системе "колесо- дорога"

Рейтинг: 4.87. Голосов: 189.
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 Евгений Ник Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от SergeNSV Посмотреть сообщение
    Может поставить больше профилем (32 вместо 25)?
    Конечно, тогда и давление можно поменьше. Меньше будет колоться/резаться и бонусом комфортнее.
    И трение качения колёс возрастёт, мощность силы тяги на движение с той же скоростью увеличится.
  2. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от SergeNSV Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от Евгений Ник Посмотреть сообщение
    А мтб резина не влезет?
    Да и не нужно, МТБ есть и активно эксплуатируется. 28 думаю можно попробовать, если увеличение пятна контакта и снижение давления дадут результат.
    Навряд ли; однако, по хорошей дороге станет ехать труднее.
  3. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от SergeNSV Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от jazz_fan Посмотреть сообщение
    В такие обычно не качают 7 атм. Снижение давления вряд ли поможет меньше колоться. Но можно качать 4-5 и будет нормально.
    Ну хз, ниже 6 мне некомфортно. Чувствуется как будто не докачено, как в ветренную погоду.
    Суммарная сила трения качения колёс больше при меньшем давлении воздуха в их шинах.
  4. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от jazz_fan Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от SergeNSV Посмотреть сообщение
    А 28 резина на такой обод встанет без проблем?
    на 17 мм внутренней ширины обод - без проблем. Нет большого смысла менять 25 мм на 28 мм, для таких дорог можно сразу 32
    Установиться установится, но колесо не будет эффективным из-за повышенного коэффициента трения качения.
  5. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от jazz_fan Посмотреть сообщение
    Если поставишь обод уже, или покрышку шире - будет более круглый профиль, боковина будет меньше соприкасаться с поверхностью
    Жёсткость колеса понизится, так как вырастет высота полости, занимаемой воздухом в шине.
  6. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Juniper Посмотреть сообщение
    Когда едешь на лисапете, ветер есть всегда.

    Если в полный штиль едешь 20 км/ч, это то же, что стоять при ветре 5,5 м/с. А 5,5 м/с - это умеренный ветер по шкале Бофорта.
    Исключение составляет случай, когда скорость движения велосипедиста совпадает со скоростью попутного ветра.
  7. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Алекsei Посмотреть сообщение
    Накачивать надо по калькулятору вбиваешь свои параметры и он выдаст нужное давление
    Цитата Сообщение от Алекsei Посмотреть сообщение
    Цифры на покрышке ни о чём не говорят они не учитывают вес велосипеда и велосипедиста, не учитывают покрытие по которому он будет ездить.
    Одно другого не намного лучше, оптимальное давление воздуха в шинах предпочтительно определять для конкретных условий эксплуатации экспериментально.
  8. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Valery22 Посмотреть сообщение
    Как только встает вопрос, что надо проехать сколько-нибудь серьезную дистанцию, так сразу полуслики и ширина не больше 1.75"
    Трение качения колёс с широкими шинами довольно большое.
  9. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Евгений Ник Посмотреть сообщение
    Максимально возможно широкую и минимально комфортное давление. Последнее, наверное, от резины зависит.
    Не сказать, что колёса в таком случае будут эффективными,- затраты энергии велосипедиста на длинной дистанции выйдут немалыми.
  10. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Were1325 Посмотреть сообщение
    вредительский калькулятор, выдаёт заниженное раза в полтора, а где-то и в 2 давление, не надо по нему ничего считать
    Опытным путём подбираются значения подходящего для данных дорожных условий давления воздуха в шинах.
  11. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Пока ездил на покрышках шириной 25 мм качал измеряя давление простым нажатием.
    Жёсткость шины с воздухом определяется, качественно, по ощущениям.
  12. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Пока покрышки узкие давление легко проверяется простым нажатием пальцами.
    Достаточно высокая жёсткость шины, не очень сильно зависит от давления воздуха в ней, когда оно большое.
  13. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Как сталь ездить на покрышках шириной 2,1 - 2,25 - 2,35 возникла потребность измерять давление с точностью до десятых атмосферы. Иначе велосипед плохо едет.
    А вот здесь наоборот, нежёсткая шина, жёсткость существенно зависит от давления воздуха в ней, как и коэффициент трения качения колеса.
  14. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Алекsei Посмотреть сообщение
    Покрышка по разному будет прогибаться в зависимости от общей массы велосипеда и велосипедиста.
    Кроме того, величина деформации зависит от жёсткости пневмошины.
  15. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Экспериментальным путем определил что одни и теже покрышки ведут себя соверщенно по другому на разных велосипедах.
    Само колесо, прежде всего, его обод, влияет; важна также и приходящаяся на него весовая нагрузка.
  16. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Поэтому нужно подбирать покрышки под каждый велосипед.
    Колёса, в общем-то, тоже.
  17. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    болеее важную роль играет давление в передней покрышке, нежели в задней
    Несколько меньшее давление воздуха в передней шине способствует некоторому сокращению различия весовых нагрузок на колёса велосипеда.
    Цитата Сообщение от 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. https://forum.velomania.ru/entry.php?b=12019&page=39
  18. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от terka Посмотреть сообщение
    Калькулятор - не юрист, в суд не потащит. Циферки на покрышке - для юридической отмазки. А так - для грунтов, скажем, если хочется ехать, а не страдать - давление будет таки да ниже. И иногда даже вдвое.
    Накачать шины до определённых значений давления воздуха в них, проехать, оценить, внести коррективы при необходимости.
  19. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Что то концепция ездить только на шоссерах с толщиной покрышек 25 мм эта концепция не совпадает с опытом некоторых форумчан.
    Велосипед с колёсами на такой ширины шинах предназначен для езды по нормальному шоссе.
  20. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от basil_bezdna Посмотреть сообщение
    Серьезность дистанций у каждого по-разному может оцениваться. У кого-то много-много-много километров по шоссе, а у кого-то немного, но по лютым ипеням с диким рельефом.
    В случае, когда долго ехать по шоссе, нужны жёсткие колёса на узких шинах.