Качение колеса с эластичным ободом по недеформируемой поверхности

Принимаем те же условия качения колеса, что и в п. 2.3.

В основе процесса формирования силы сопротивления качению эластичного колеса по жесткому основанию лежат гистерезисные явления, сопутствующие в наибольшей мере радиальной (нормальной) деформации шины. В соответствии с рис. 16 центр давления, где приложена результирующая реакция опорной поверхности, смещается вперед по направлению движения колеса на величину ап. Следовательно, момент сопротивления качению эластичного колеса по жесткому основанию

Чем больше деформация шины, тем больше плечо ап, момент Mf и сила /^сопротивления качению.

На гистерезисные потери влияют конструктивные и эксплуатационные факторы. К первым относятся тип и конструкция каркаса шины, материал корда, отношение высоты к ширине шины, толщина и материал протектора и боковин, диаметр обода; ко вторым — скорость движения машины, давление воздуха в шине, нагрузка на колесо, износ протектора, температура окружающей среды.

Рассматриваемый вариант качения колеса близок к обычным условиям работы автомобильной шины. Поэтому, согласно данным

НАМИ, на рис. 18 и 19 приведены зависимости коэффициента/к от некоторых из перечисленных факторов для автомобильных шин. Из рис. 18, а видно, что для эксплуатации особенно важно давление воздуха в шине. Более интенсивное нарастание/к с увеличением скорости у шины с более низким давлением воздуха объясняется более интенсивным нарастанием радиальных колебаний и гистерезисных потерь у этих шин по сравнению с шинами с более высоким давлением воздуха. Из рис. 18, б видно, что радиальная шина обладает меньшим коэффициентом сопротивления качению во всем диапазоне скоростей движения автомобиля.

Зависимости коэффициента f сопротивления качению колеса

Рис. 18. Зависимости коэффициента fK сопротивления качению колеса: а — от скорости качения при разном давлении воздуха в шине 9-20:

1—р = 0,125 МПа; 2 — р = 0,17 МПа; 3 — р = 0,25 МПа; 4 — р = 0,49 МПа; б — от скорости качения: 1 — диагональная шина; 2 — радиальная шина

Зависимость коэффициента сопротивления качению от вертикальной нагрузки приведена на рис. 19. Анализируя эту зависимость, следует иметь в виду, что она получена в процессе испытаний шин

Зависимости коэффициента f сопротивления качению колеса от размера (грузоподъемности) шины

Рис. 19. Зависимости коэффициента fK сопротивления качению колеса от размера (грузоподъемности) шины

разного размера. Размер шин изменяли, чтобы привести его в соответствие с требованиями стандарта, которые сводятся к тому, что с увеличением нагрузки GH следует применять шины большего размера, и наоборот. Поэтому приведенная на графике зависимость фактически характеризует изменение/к не только от нагрузки, но и от параметров колеса (DK и Ьш). Как видно из рис. 19, влияние увеличения диаметра колеса в соответствии с (16) опережает влияние нормальной нагрузки, поэтому/к снижается по мере увеличения GH, что может показаться на первый взгляд некорректным.

На рис. 20 показано влияние вертикальной нагрузки и давления воздухаpw на сопротивление качению тракторной шины 9—20.

Зависимость для шины 9-20 (марка ВФ-222) при движении по асфальту

Рис. 20. Зависимость для шины 9-20 (марка ВФ-222) при движении по асфальту: а — силы сопротивления качению Ру от нормальной нагрузки при разном давлении воздуха в шине; б — коэффициента сопротивления качению fK от давления воздуха в шине

Сопротивление качению колеса зависит от температуры шины (рис. 21). Это объясняется увеличением давления воздуха в шине при нагревании, вследствие чего уменьшается ее деформация, гистерезисные потери и коэффициент сопротивления качению. Согласно

Зависимость коэффициента сопротивления качению от температуры шины

Рис. 21. Зависимость коэффициента сопротивления качению от температуры шины

опытным данным при изменении температуры шины от —7 до +93 °С ее сопротивление качению может снизиться в 3 раза.

Тепловой баланс шины в обычных условиях эксплуатации устанавливается через 25...30 мин после начала движения автомобиля. Приводимые в литературе данные по сопротивлению качения колеса относятся обычно к полностью прогретой шине.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >