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 Bucket of kittens Посмотреть сообщение
    На узкой резине ехать легче, нежели на жирной. При схожих параметрах покрышек и давлении, разумеется.
    Меньше трение качения колёс на узких шинах.
  2. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Bucket of kittens Посмотреть сообщение
    колеса-мячики
    Цитата Сообщение от Bucket of kittens Посмотреть сообщение
    по асфальту не едут
    Высокое трение качения колёс из-за больших деформаций широких пневмошин, на которые затрачивается, по сути, энергия велосипедиста.
  3. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от Bucket of kittens Посмотреть сообщение
    На узкой резине ехать легче, нежели на жирной.
    По покрытию, в котором узота давит колею глубиной сантиметр+ ? Ты задолбаешься каждый момент выезжать даже из сантиметровой ямы.
    Это другая ситуация,- неупругое покрытие, на которое колесо с узкой шиной, по причине меньшей площади контактной поверхности, оказывает большее давление.
  4. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Bucket of kittens Посмотреть сообщение
    широкие обода
    Внутренне более широкий обод, схожей или меньшей внутренней глубины, содействует снижению трения качения собранного на нём колеса.
  5. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Were1325 Посмотреть сообщение
    если речь про твёрдые дороги, то давление чем больше тем лучше
    Сокращение трения качения колеса,- коэффициента, силы, её мощности.
  6. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Were1325 Посмотреть сообщение
    Для песка же важно именно давление на песок, чтоб его не проминать - именно от этого колесо начинает некомфортно вязнуть. Если велосипедист лёгкий то пятно контакта с тем же давлением будет меньше - это и правда чуть хуже в плане промятия (песку легче разъехаться вбок где давления нет), а так же лёгкому велосипедисту есть ещё запас куда можно дальше снизить давление чтоб песок ещё меньше двигать, и можно этот запас задействовать на пользу, но это всё мелочи.
    Площадь контактной поверхности тут нужно повышать, использованием более широких шин, уменьшением давления воздуха в них.
  7. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Евгений Ник Посмотреть сообщение
    камеры раздуты до бОльшего размера, чем в покрышках, толщина стенки меньше
    Стенки камер, в зависимости от назначения последних, могут иметь разную толщину.
  8. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Евгений Ник Посмотреть сообщение
    на более низком давлении пятно контакта больше
    Деформации шины существеннее, как и потери энергии на них.
  9. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Насколько может измениться давление в покрышках ( может измениться на одну десятую атмосферы и более ) при изменении давления воздуха окружающей среды.
    Избыточное давление воздуха в шине уменьшается с увеличением атмосферного, и, напротив, возрастает при его понижении.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar Посмотреть сообщение
    Давление воздуха в шине избыточное, разница по сравнению с атмосферным. Если атмосферное давление увеличивается, то разница уменьшается, и наоборот.
  10. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от terka Посмотреть сообщение
    А вот если я выбирал асфальт, то мне даже рисовало 3 бара в заднее колесо. Я столько не качал в 37..43 покрышки уже много лет. Ограничиваюсь 2.5..2.8.
    Невысоким выглядит; повысив, можно снизить трение качения колёс.
  11. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от SkyDance Посмотреть сообщение
    реально там где-то 220 Вт средней, которые как раз и должны транслироваться в ~32-33 км/ч скорости без ветра (или с разворотом)
    Расчётные значения мощности при скорости 30 км/ч составят (165- 181) Вт.
  12. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от vadim- Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от БЕЛАЯ ПТИЦА Посмотреть сообщение
    Ниткой завязывают кусок камеры с дыркой и в путь!
    ...и весь этот колхоз перетирается через десяток км , прихватив с собой не только камеру (её точняк на выброс или замороченный ремонт) , но и каркас покрышки.
    Навряд ли с шиной что-то произойдёт, если в ней избыточное давление воздуха будет существенно больше нуля.
  13. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от SE4. Посмотреть сообщение
    лучшее прилегание к стенке обода и меньший (или отсутствующий) изгиб спиц
    Цитата Сообщение от SE4. Посмотреть сообщение
    Первое, это ресурсность, а второе, это жёсткость
    Жёсткость колеса оказывает влияние на его коэффициент трения качения, который уменьшается с её увеличением.
  14. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Dmirty Посмотреть сообщение
    В этот даже 25-я резина вряд ли влезет)) Придется привыкать к 23 на 8 бар, а это жестко))
    Трение качения колёс зато поменьше будет.
  15. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Napalm Посмотреть сообщение
    Буду использовать резину от 28 до 45 мм. Соответственно и обод должен быть, видимо 18-22 мм?
    Возможно, внутренне более широкие ободья стоит подобрать.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar Посмотреть сообщение
    Выбрал бы верхнее значение, может быть, даже пошире, в зависимости от того, какой ширины шины преимущественно предполагается использовать.
  16. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Were1325 Посмотреть сообщение
    "Едет и едет" это совершенно не исчерпывающее описание вела. Кроме "едет" он должен не отнимать лишние силы и не доставлять дискомфорт.
    Колёса должны иметь минимально возможное трение качения в условиях применения велосипеда.
  17. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от EndoSteel Посмотреть сообщение
    Как оно выглядит мне пофигу, но мне очень сильно не пофигу как оно едет.
    Важнейшую роль играют колёса, оказывая основное влияние на ходовые качества велосипеда.
  18. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от EndoSteel Посмотреть сообщение
    Но у производителей есть проблема которой нет у меня: надо сделать раму не просто эффективную, но вдобавок эстетичную и не как у других.
    Обеспечение как можно более равномерной весовой нагрузки на колёса, для минимизации их суммарного трения качения, можно считать эффективным подходом.
  19. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от EndoSteel Посмотреть сообщение
    Я вот чувствую что на асфальте при давлении ниже 3 очков вел начинает к дороге прилипать
    Нежёсткие шины, немалое трение качения колёс.
  20. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    Померял толщину дорожки - новая 2.4 - 2.6мм, ушатанная -1.5-1.6
    Трение качения колеса, как правило, уменьшаетя, так как возрастает жёсткость соприкасающегося с дорогой слоя шины, за счёт уменьшения его толщины.