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 Rule №5 Посмотреть сообщение
    Это только или в группе, или с траффиком.
    Основная причина низкой мощности силы тяги при данной скорости заключается в малой сумме сил сопротивления движению, качению и лобового.
  2. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Вот планетарку что б понять что она мне не подходит достаточно мне проехать от 7 км и более.
    Колесо сделать точно таким же, как с другим типом втулки, переставить, и разница в ходовых качествах велосипеда будет практически незаметной.
  3. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от ruzzz Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от basil_bezdna Посмотреть сообщение
    В автотематике есть понятие "выбег", сколько автомобиль проедет с выключенным двигателем, т.е, по инерции. Накат - тож самое, но у велосипедов.
    Для инерции важна масса.
    Для наката больше качение колёса и обтекаемость важнее.
    Коэффициент трения качения колеса, весовая нагрузка на него имеют важнейшее значение.
  4. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Dmitry_30 Посмотреть сообщение
    Я оперирую NP мощностью, от которой у меня считаются остальные коэффициенты. Соответственно и привёл NP мощность.
    Если говорить за постоянную среднюю мощность полученную от измерителя мощности, то она в пределах 270-285 Вт для средней скорости 33,1-33,5 км/ч и для пределов 300-320 Вт средние скорости 34,2-35,1 км/ч. Для сложной ветровой обстановки.
    Меньшими значения мощности оказываются.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar Посмотреть сообщение
    Пересчёт для крайних значений, скорости 30 км/ч: меньшие 201 Вт и 205 Вт, большие 202 Вт и 200 Вт.
    Получается, что для шоссейных велосипедов средняя мощность силы тяги около 200 Вт при скорости 30 км/ч типичное значение, однако, бывают и исключения.
  5. Аватар для Pranevich Ihar
    В расчётах нужно использовать измеренные мощемером значения средней мощности.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar Посмотреть сообщение
    Нормализованная мощность, по сути, предполагаемая величина, а не определяемая посредством измерений.
  6. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от basil_bezdna Посмотреть сообщение
    у одного и того же велосипеда с разными колесами (вернее, покрышками) при всех прочих равных будет разный накат. Компаунд покрышки порешает.
    Коэффициент трения качения колеса зависит как от его самого, так и установленной на него шины.
  7. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    чем дальше катится от пинка, тем и лучше накат
    Если сила воздействия одинакова, то у колеса с меньшим трением качения будет больший путь до остановки.
  8. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от ruzzz Посмотреть сообщение
    один из параметров качения колеса
    Коэффициент трения качения колеса является физической величиной, характеризующей его качение.
  9. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от basil_bezdna Посмотреть сообщение
    Накат (выбег) измеряется на ровном участке дороги, без разных оффровадов и прочей дичи. И мерить нужно на одном и том же аппарате (велосипеде, автомобиле).
    Позволяет определить величину сил трения качения колёс, рассчитать их мощность.
  10. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Andrey@Sadness Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    Андрей, ну нет, конечно))
    Это только или в группе, или с траффиком.
    Нет, не в группе. К осени подросло до 200. При этом пульс типа 135
    Тогда мощность силы тяги, расчётная, при скорости 30 км/ч составит 126 Вт.
  11. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    ОК, накат - движение без помощи мощностью двигателя) Нас накат в смысле инерция only, интересует чуть меньше чем никак
    Силы трения качения в системе "колесо- дорога" действуют во время движения велосипедиста, независимо от того, вращает он педали либо нет.
  12. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Николай Б. Посмотреть сообщение
    А я вот пришел к выводу, что найнер - это такой универсал, который нигде не идеален... ну кроме разве что крупного гравия на сухом и твердом неровном грунте.
    Ну правда: вот плюсовик или фэт - отличные нишевые варианты для грязи, камней и песка.
    Грэвел до 50 мм - прекрасно справляется на дорогах любого типа (не путать с бездорожьем и сингл-треками).
    Циклокроссы, шоссеры - у тех тоже своя ниша.

    Там, где по комфорту хорошо и сносно на 2.2" - будет еще лучше на 2.6" (грунты). Где по скорости сносно на 2.2" - гораздо лучше будет на 1.6-2.0".
    Уже шины, меньше трение качения колёс с ними на хорошей дороге.
  13. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Andrey@Sadness Посмотреть сообщение
    у меня при весе 65КГ и фулкабоновом аэро веле на 100КМ средняя была 34 КМ\Ч при 220ВТ
    Для движения со скоростью 30 км/ч потребуется мощность силы тяги 151 Вт.
  14. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Andrey@Sadness Посмотреть сообщение
    Воздух тёплый, разряженный, вел сам летит. Осенью уже не так, он будто густой и вообще не катит.
    Едешь будто в кисель, хотя и ветра-то нет.
    Меньше температура, понижается давление воздуха в шинах, возрастает трение качения колёс.
  15. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Andrey@Sadness Посмотреть сообщение
    Да фигня все эти калькуляторы
    Мощемер, всё-таки, измеряет мощность силы тяги конкретного велосипедиста в определённых условиях, что надлежащим образом не отражает калькулятор.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar Посмотреть сообщение
    Не сказать, что есть учёт реальных значений коэффициента трения качения колёс, которые на асфальте могут отличаться в разы.
  16. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Dmitry_30 Посмотреть сообщение
    Вот тебе пища для ума. Две восстановительных езды после активных тренировок. Обращаю внимание на индекс изменчивости. Он далёк от 1,00-1,05.

    Вложение 711796

    Вложение 711797

    Это тренировки. Есть индекс изменчивости близкий к 1, а есть существенно отличающийся. Равно как и зависимость мощности от NP.

    Вложение 711798

    Вложение 711799

    Вложение 711800
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar Посмотреть сообщение
    Для 30 км/ч расчётные значения мощности:
    1) 192 Вт;
    2) 195 Вт;
    3) 213 Вт;
    4) 193 Вт;
    5) 197 Вт.
    Похожими значения мощности силы тяги при одинаковой скорости оказываются, среднее 198 Вт.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    Получается, что для шоссейных велосипедов средняя мощность силы тяги около 200 Вт при скорости 30 км/ч типичное значение, однако, бывают и исключения. https://forum.velomania.ru/entry.php...ge=45#comments
  17. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Dmitry_30 Посмотреть сообщение
    Похоже что плохо из-за повышенной мощности из-за значительного ветра и приличного веса при наличии набора.
    Трение качения колёс велосипеда также существенно влияет на показания мощемера.
  18. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Так что дело в покрышках. А рама это всего лишь посадка.
    Вилка с рамой несколько влияют на ходовые качества велосипеда, то есть суммарное трение качения его колёс, посредством распределения весовой нагрузки.
  19. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от мариуполь Посмотреть сообщение
    Колесо всяко прочнее на 36 хоть бы что там ни говорили.
    Как правило, колесо радиально более жёстким получается.
  20. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    И хочется покрышки 26 * 2,35 "
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Обод 26"
    Цитата Сообщение от Vladimir1978U Посмотреть сообщение
    Внутренняя ширина 35 мм.
    Куда не шло, такой внутренней ширины обод под эту шину, хотя, с точки зрения минимизации трения качения колеса, предпочтителен пошире.