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

Pranevich Ihar

Трение качения в системе "колесо- дорога"

Рейтинг: 4.89. Голосов: 167.
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

Метки: ux2jnhrf Добавить / редактировать метки
Категории
Без категории

Комментарии

  1. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от PASSATizhi Посмотреть сообщение
    Мне тутошний учёный кот сказал, что жоскость важнее веса. Я в этом отчасти убедился и сам
    В разумных пределах так и есть,- на ровном твёрдом покрытии уменьшение массы самого колеса совсем немного сокращает его коэффициент трения качения, а увеличение жёсткости существенно.
  2. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    Про вес - факт.
    Цитата Сообщение от Dmitry_30 Посмотреть сообщение
    Так ведь одно другому не мешает.
    Повышение жёсткости колеса имеет гораздо большее значение.
  3. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от PASSATizhi Посмотреть сообщение
    Гп5000 из нормальной до ахтунг превратилась, за неделю по Испании.
    Вложение 701476
    Возможно, избыточное давление воздуха в шине было относительно небольшим.
  4. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    Шнурки Berd
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    на шоссе просто ощущение будет, как на толстых шинах. непривычно мягко
    Цитата Сообщение от f1rstx Посмотреть сообщение
    не ясно на счет трения качения
    Чем нежёстче колесо, тем больше его коэффициент трения качения на твёрдом ровном покрытии.
  5. Аватар для Pranevich Ihar
    Если сила натяжения шнурков будет такой же, как и спиц, то не видно причин, по которым жёсткость колёс, собранных на одних или других, при одинаковых иных условиях, будет отличаться.
  6. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    То есть, при всех обещаных плюсах, вот ту самую жесткость колеса они не сообщают. То есть будут тянуться в пределах, достаточных для создания ''ватности''. Грубо - как колесо с непротянутыми спицами.
    В том-то и проблема, что шнурки не получается натянуть с той же силой, как спицы.
  7. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    на шоссе просто ощущение будет, как на толстых шинах
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    колесо с непротянутыми спицами
    На хорошей дороге нежёсткое колесо ощущается, причём примерно одинаково, независимо от причины, невысокой жёсткости его самого или шины с воздухом.
  8. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    веревки надо протягивать после сборки через некоторое время - усушка -утруска
    Возникают необратимые деформации, шнурки не являются нерастяжимыми.
  9. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    Они их тянут до 70kgf
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    использование в мтб
    Нежёсткие колёса для шоссе получаются, немалые потери энергии на работу силы трения качения.
  10. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от vadimtt Посмотреть сообщение
    будет разница между сталью и шнурками?
    Будет, за счёт большего трения качения колёс на шнурках из-за их меньшей жёсткости.
  11. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Rule №5 Посмотреть сообщение
    Просто , как правило, явное снижение вела приходится на новый вилсет. И по ощущениям может показаться, что вот, явно велик летит. Но здесь результат не от меньшего веса, а от замены шины/камеры, изменившейся жесткости колеса (привет ИИ!).
    Влияние жёсткости колеса с шиной значимое.
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar
    В разумных пределах так и есть,- на ровном твёрдом покрытии уменьшение массы самого колеса совсем немного сокращает его коэффициент трения качения, а увеличение жёсткости существенно. https://forum.velomania.ru/entry.php...age=9#comments
  12. Аватар для Pranevich Ihar
    Оптимальной с точки зрения сокращения трения качения колеса видится конструкция обода, обеспечивающая изначально минимально возможную высоту полости, занимаемой воздухом в шине. Пример- обод под трубку.
  13. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от kasyanov Посмотреть сообщение
    Был и для преследования. Конфетка!
    https://sportzoom.ru/wp-content/uplo...17/09/1-23.jpg
    и даже трупки на месте!
    Как и в случае Тахиона с рогатым рулём, достигается более равномерная весовая нагрузка на колёса, способствующая уменьшению их суммарного трения качения.
  14. Аватар для Pranevich Ihar
    Похоже, при немалых усилиях, катится нежёсткое колесо.
  15. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от PASSATizhi Посмотреть сообщение
    Кота зовут Фэтбайк
    В общем-то, имеется аналогия с нежёстким колесом, катящимся по ровной твёрдой поверхности.
  16. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    Одно помню: если колеса были не новые, то ослабшие спицы были виноваты в накате, это точно.
    Не сказать, причина в ...
    Цитата Сообщение от Pranevich Ihar Посмотреть сообщение
    алюминиевых одностенных ободьях, относительно внутренне узких и глубоких
  17. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    Почему-то на Спутниках это сказывалось гораздо заметнее, чем на Украинах.
    Дорожные стальные ободья типа "ласточка", внутренне широкие и неглубокие, способствовали получению более жёсткого колеса, имевшего меньший коэффициент трения качения.
  18. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Offroadster Посмотреть сообщение
    А вот то, что олдскульные "треугольные" обода дорожников катились лучше прямоугольно-коробчатых-"противоударных" последних советских лет - это да, не только мне было заметно.
    Больше высота полости, занимаемой воздухом у вторых, меньше жёсткость колеса, выше его трение качения.
  19. Аватар для Pranevich Ihar
    Цитата Сообщение от Sonic boom ice Посмотреть сообщение
    Из металла пружины, достаточно сложной формы. Пневматическая шина, представляющая собой набор воздушных пружин, устроена проще, при лучшей функциональности,- жёсткость можно менять изменением давления воздуха в ней.
  20. Аватар для Pranevich Ihar
    При создании колеса наилучшим видится вариант достижения максимальной жёсткости, которую затем можно оптимизировать для конкретных дорожных условий изменением давления воздуха в шине.