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 pelm Посмотреть сообщение
    малая рама/малое лобое сопротивление
    Не сказать, что существенно влияет, сама по себе площадь фронтальной поверхности рамы небольшая.
  2. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Николай Б. Посмотреть сообщение
    Говорит, что по асфальту отставал от друзей (ехали в компании), а вот на грунтах ему было кайфово, на резине 2.2.
    Трение качения колёс существенное, нежёсткие они.
  3. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Villentrenment Посмотреть сообщение
    Невысокая, совсем, мощность для скорости 30 км/ч получается, 120 Вт.
  4. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от pelm Посмотреть сообщение
    У меня по схожему профилю (19км/100м набора/сброса) была при 35 км/ч средняя мощностью 250Вт.
    Здесь побольше расчётное значение, 157 Вт, тоже при 30 км/ч.
  5. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от NeverDie Посмотреть сообщение
    переродился в "Специальный полуночный" с колесами до 2.3 дюйма. Интересная концепция плюсового шоссейника.
    Не нужны колёса с такими широкими шинами на шоссе, неэффективными являются.
  6. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Andrey@Sadness Посмотреть сообщение
    Бабло лучше пустить в
    Цитата Сообщение от Andrey@Sadness Посмотреть сообщение
    покрышки
    Важны и сами колёса, не только шины.
  7. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от domyos218 Посмотреть сообщение
    Влезет только 25, если не ошибаюсь.
    Для колёс шоссейного велосипеда, в общем-то, достаточная ширина шин.
  8. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Andrey@Sadness Посмотреть сообщение
    Профиль 35С резины на 21-м ободе будет хреново раскрываться.
    Повышенный коэффициент трения качения на твёрдом ровном покрытии колесо будет иметь.
  9. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от bwn Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от Andrey@Sadness Посмотреть сообщение
    У тру гравелов, вроде, 25-27 внутренняя щас модно. Но могу ошибаться. Если что поправьте
    это и для xc mtb норм для 2.2 -2.4
    Не нужна там высокая жёсткость колёс.
  10. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Andrey@Sadness Посмотреть сообщение
    32С под 21-й обод уже край.
    Поуже шины на такой внутренней ширины ободьях, с точки зрения минимизации трения качения колёс, оптимальными видятся.
  11. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от БРЫК Посмотреть сообщение
    Спонсоры уже стали впаривать 32мм покрышки, но что хорошо для гравия, на асфальте не работает.
    Для эффективной езды по шоссе нужны жёсткие колёса на узких шинах, с низким трением качения.
  12. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Dmitry_30 Посмотреть сообщение
    Можно подсчитать в очень точном куркуляторе предполагаемую скорость.
    Цитата Сообщение от Dmitry_30 Посмотреть сообщение
    Выдаёт скорость 31,5 км/ч
    Никак не 35,5.
    Это звиздец какая большая разница в скоростях. Была б в 0,5-1,5 км/ч молчал бы, но здесь прям фантастика в 4 км/ч.
    Данные мощемера, вероятно, больше отражают реальность, однако, весьма возможно, что сумма сил сопротивления движению оказалась по каким-то причинам заниженной.
    Цитата Сообщение от Villentrenment Посмотреть сообщение
    По поводу скорости/мощности - ну как есть. Мне тут добавить как бы нечего . Я складываться неплохо умею + одежка ~аэро
  13. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Villentrenment Посмотреть сообщение
    Мощность кстати не всегда равна скорости - посадка неплохо решает тут.
    Сила тяги, её мощность зависят от скорости.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    Зависимости мощности силы трения качения колеса от скорости, нагружающей массы представляют собой кубические функции. https://forum.velomania.ru/entry.php...20457#comments
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    Предположим, физическое тело, угол между плоскостью фронтальной поверхности площадью S которого и направлением движения равен ϕ, имеет скорость v относительно окружающей его воздушной массы. Величину силы давления со стороны воздуха на данное тело можно определить, используя основное уравнение молекулярно- кинетической теории и уравнение состояния идеального газа: F= p·S= (1/3)·(μ/N(а))·(р(0)/(kT))·(vsin(ϕ)·vsin(ϕ))·S, где μ- молярная масса воздуха, N(а)- число Авогадро, р(0)- атмосферное давление, k- постоянная Больцмана, T- термодинамическая температура. https://forum.velomania.ru/entry.php...ge=31#comments
  14. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Евгений Ник Посмотреть сообщение
    соседней теме пытались накат померять
    Мощемером не определить мощность именно сил трения качения, можно их разницу для различных колёс, шин оценить, проведя заезды в схожих условиях, на одной и той же скорости.
  15. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    Велик хороший, но не аэро. Вообще ничего там не аэро.
    Колёса, их трение качения, существенно влияют на ходовые качества велосипеда.
  16. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    Человек честно проехал . но не на этих ваттах.
    Может, и такие средние скорость, мощность были, от многих факторов зависит.
  17. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Villentrenment Посмотреть сообщение
    По поводу аэровела или не аэро - сейчас уже смывается грань, если это неразделочный вел.
    Шлем Каск Утопия, одежка компрессионка без карманов - ничего нигде не торчит.
    Площадь фронтальной поверхности велосипеда мала по сравнению с таковой велосипедиста.
  18. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    Велик аэро все-таки чувствуется с колесиками.
    Колёса играют основную роль.
  19. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    Я там пару показателей посмотрел у участников - там все достаточно четко совпадает, типа 37 кмч - 275 ватт.
    Получается мощность 147 Вт при скорости 30 км/ч.
  20. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    35 сотку на 200 ваттах не ехается
    Зависит от условий, влияющих на силу лобового сопротивления и трение качения.
    Цитата Сообщение от Andrey@Sadness Посмотреть сообщение
    ездил 35 на 100КМ с ~200ВТ Просто штиль был и 50% Ярика)