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 2020АК103 Посмотреть сообщение
    Покрышки до 40 мм встают.
    Не оптимальны колёса с такими шинами на шоссе.
  2. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Покрышки 2,25 шириной. У Бориса брал похожие велосипеды катался. На более узких покрышках. Едут еще лучше.
    Шины уже, меньше и трение качения колёс.
  3. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от domyos218 Посмотреть сообщение
    https://youtu.be/GiRFddt07X8?t=216
    Погачар во второй зоне развивает 320-340 ватт
    Возьмём крайнее значение, 340 Вт, и предположим, что это мощность силы тяги на скорости 40 км/ч, тогда для 30 км/ч расчётная мощность будет составлять 143 Вт.
  4. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Возможностью устанавливать покрышки 622 на 2.35 можно и шире.
    Только если для езды по бездорожью, на асфальте неэффективны колёса с широкими шинами.
  5. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    чем тяжелее, тем лучше\дальше катитСЯ
    Трение качения колеса зависит от весовой нагрузки на него, возрастая с её увеличением.
  6. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    Для меня, накат - это способность байка легко поддерживать ход при педалировании.
    Ходовые качества велосипеда определяются суммарной силой трения качения колёс.
  7. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    А почему доствщики таскают эти огроменные короба на спине, а не прикрепляют к раме велосипедов. Не возят их к примеру на багажнике велосипеда итп.
    Возрастёт разница в весовой нагрузке на колёса велосипеда, ещё больше увеличится трение качения и так более нагруженного колеса.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    Получается, что чем неравномернее распределена весовая нагрузка на колёса велосипеда, тем значительнее мощность сил сопротивления качению при прочих равных условиях; дополнительная нагрузка приводит к большим потерям, если приходится на колесо, имеющее большее значение коэффициента трения качения. https://forum.velomania.ru/entry.php?b=12064
  8. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    накат с горки
    Значения коэффициента трения качения колёс велосипеда на спуске уменьшаются, подъёме увеличиваются.
    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
  9. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от EndoSteel Посмотреть сообщение
    Изгиб у вилки влияет в основном на управляемость
    Цитата Сообщение от EndoSteel Посмотреть сообщение
    уменьшенным наклоном рулевого стакана
    Цитата Сообщение от EndoSteel Посмотреть сообщение
    заваливать рулевой стакан
    Весовая нагрузка на колёса также от этого зависит, становясь несколько более равномерной, или же, наоборот.
  10. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от AKAmasol Посмотреть сообщение
    на давлении 1 атм.
    Цитата Сообщение от AKAmasol Посмотреть сообщение
    Катят они по сравнению с Ураганами паршиво
    Цитата Сообщение от AKAmasol Посмотреть сообщение
    в повороте на низком давлении "подламываются"
    Нежёсткими шины получаются.
  11. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от EndoSteel Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от Gits Посмотреть сообщение
    Пружины не "съедают" усилие на педали? Вкручивать не становится менее эффективно?
    Есть немного.
    Деформации в незамкнутых системах приводят к потерям энергии, их нужно по воможности минимизировать, увеличивая жёсткость.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    В незамкнутых (колесо) и замкнутых (спортивная обувь) системах нужно использовать различные подходы для уменьшения потерь энергии,- в первом случае увеличивать жёсткость для минимизации деформаций, во втором оптимизировать её с целью способствования максимальному превращению кинетической энергии движения в потенциальную упругой деформации, и наоборот. Мяч представляет собой незамкнутую систему, когда катится, и замкнутую в момент соударения. https://forum.velomania.ru/entry.php...age=3#comments
  12. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от БРЫК Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от Herr Meister Посмотреть сообщение
    Сейчас с моими пенсазаездами топовый велик по большому счету не нужен.
    А мне кажется наоборот, тем более он уже есть
    Хлеба он не просит, весит - всего ничего. В ходовых качествах, после всех дифирамбов (по делу), значатся мгновенный отклик на передаваемое усилие, то есть пользователь не будет тратить лишних усилий на разгон и последующее движение - да это просто идеал для использования его в почтенном возрасте
    Эффективная жёсткая конструкция, прежде всего, колёса, и лишь малая часть усилий велосипедиста затрачивается на деформации составляющих велосипед частей.
  13. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от PilotNick Посмотреть сообщение
    На планете Земля, судя по всему, есть только один "гений", который придумал виртуальную "воздушную пружину", откинув с лёгкой руки один из фундаментальных законов классической физики, и применив к своему "детищу" другой, который вообще не для газов формулировался.
    Разбираться, наверное, стоило бы с теми, кто основной закон гидростатики, закон Паскаля, без оглядки пытается применять к газам, а не с теми, кто для описания деформаций упругих тел применяет закон Гука.
  14. Аватар для Pranevich Ihar
    С ростом действующей на колесо силы может уменьшаться его жёсткость, по причине изменения формы шины при её деформации, и это проявляется тем значительнее, чем уже обод и шире шина.
  15. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    Я б такой свой рейтинг катимости труЪ-совков составил
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    И это не в зависимости от трансмиссии, а от поведения рам.
    Влияние рамы и вилки велосипеда на трение качения его колёс косвенное, посредством распределения весовой нагрузки.
  16. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от basil_bezdna Посмотреть сообщение
    29+ колеса - это не про быстрый разгон и быструю езду вообще.
    Широкие шины, нежёсткие колёса, немалое их трение качения.
  17. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от ollegator5 Посмотреть сообщение
    У меня есть! Сегодня чуть-чуть мягко поинтервалил на Кобре. Вес всадника 94кг. Колеса ZIPP404. Анализируй)))
    Вложение 711767
    Последний отрезок повышенная мощность от того , что приходилось оттормаживаться и разгоняться в виду помех)))
    Расчётная средняя мощность для 30 км/ч некоторых отрезков, слева направо:
    1) 188 Вт;
    3) 205 Вт;
    5) 199 Вт;
    7) 196 Вт;
    8) 205 Вт.
  18. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Dmitry_30 Посмотреть сообщение
    Причем на одинаковой средней мощности в 315-320 Вт, если совсем не повезло с ветром (и он сильный) можно получить 32-33 км/ч, а если почти штиль, то на 2,5-3 км/ч больше.
    По средним числам пересчёт мощности, скорость 30 км/ч, получается 250 Вт и 196 Вт.
  19. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от ollegator5 Посмотреть сообщение
    у меня товрищ , спортсмен, в Кленово на 280W средку 38-40 делает
    Снова, для 30 км/ч, на основе 280 Вт и 38 км/ч, расчётное значение мощности силы тяги 138 Вт.
  20. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Andrey@Sadness Посмотреть сообщение
    Разгуляев на 180ВТ среднюю 35 выдаёт на сотку
    В данном случае мощность выходит равной 113 Вт при 30 км/ч; возможно, ветер всю дистанцию попутный.