Тема 1.1
Download
1 / 52

Тема 1.1 Динамика автомобильного колеса - PowerPoint PPT Presentation


  • 477 Views
  • Uploaded on

Тема 1.1 Динамика автомобильного колеса. Динамика автомобильного колеса при качении по недеформируемой поверхности. Скорость V при поступательном движении автомобиля одинакова для всех его точек. Следовательно, V = V к =r к  к. Так как  к =  дв /и mp =  n/30и mp =0,105п/и тр ,

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Тема 1.1 Динамика автомобильного колеса' - auryon


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

Тема 1.1Динамика автомобильного колеса


Динамика автомобильного колеса при качении по недеформируемой поверхности


Скорость при качении по недеформируемой поверхностиV при поступательном движении автомобиля одинакова для всех его точек. Следовательно,

V = Vк=rкк.

Так как

к=дв/иmp=n/30иmp=0,105п/итр,

то скорость (в м/с)

V=0,105nrк/иmp

При этом ускорение (в м/с2)

j=dV/dt=rкdк/dt.


Составим уравнение движения колеса относительно его центра О

mкj= Rx – Px,

откудаPx = Rx –mкj,

где mк - масса колеса.

При движении колеса по гладкой дороге, когда перемещение колеса в направлении перпендикулярном её плоскости отсутствует, Rz = Pz.

Если Jк - момент инерции колеса относительно оси его вращения, то Jкd wк /dt=M - Rx rд – Rzаш, тогда

Rx = M /rд - Rzаш/rд - Jкd wк /rд dt.

Колесо преобразует вращательное движение в поступательное, при этом имеют место потери мощности. Их можно найти, определив разность между мощностями Nкол, подводимой к колесу и Nпол передаваемой от колеса к автомобилю.

Рассмотрим качение колеса при постоянной поступательной скорости Vк =V=const.

Для этого случая Nкол =Мwк; Nпол=РхV=RxV=(M /rд - Rzаш/rд)wкrк.

Мощность сопротивления качению колеса

Nf= Nкол- Nпол =[М(rд-rк)/rд + Rzаш rк /rд] wк.

Отношение Nf / wк= М(rд-rк)/rд + Rzаш rк /rд = Mf -называют моментом сопротивления качению колеса,

а отношение Nf /V=Mf /rк =Pf - силой сопротивления качению колеса.


Условную количественную характеристику, равную отношению силы сопротивления качения колеса к нормальной реакции опорной поверхности f=Pf /Rz, называюткоэффициентом сопротивления качению колеса.

f=аш/rд +М(rд-rк)/Rz rкrд=fc+fк,

где fc=аш/rд – составляющая коэффициента сопротивления качению, характеризующая силовые потери, связанные с тем, что при качении колеса возникает смещение нормальной реакции, вызывающее возникновение момента, направленного в сторону, противоположную качению колеса; fк= М(rд-rк)/Rzrкrд – составляющая коэффициента сопротивления качению, характеризующая кинематические потери, связанные с тем, что при передаче тягового момента происходит уменьшение радиуса качения и в результате этого уменьшение скорости движения автомобиля при неизменной угловой скорости колеса.


Поскольку формула получена для случая равномерного качения колеса, то входящий в нее момент М полностью участвует в деформациях шины, вызывающих потери на качение, которые определяет второй член правой части. При ускоренном движении часть подведенного к колесу момента расходуется на увеличении кинетической энергии колеса и не участвует в деформациях его шины. В этом случае вместо M нужно подставить

M - Jкdwк /dt.

Определив аш/rд, после подстановки его и замены dwк /dt, получим

Rx =M /rк –fRz – Jкj /r2к.

Отношение M /rк = Рко называютполной окружной силой колеса.


Этот показатель является обобщенной силой по пути S, проходимому колесом, как обобщенной координате. Обобщенными силами являются и другие члены, входящие в формулу следовательно, она определяет баланс работ, производимых при качении колеса – энергетический баланс. Член fRz характеризует механическую энергию, безвозвратно теряемую (превращающуюся в тепловую). Коэффициенты f , fc и fк называются соответственно энергетическим, силовым и кинематическим коэффициентами сопротивления качению. Полная окружная сила является количественной характеристикой нагружения колеса, она равна продольной силе, действующей со стороны колеса на автомобиль при отсутствии энергетических потерь на качение колеса и изменения его кинетической энергии во вращательном движении.


R обобщенной силой по пути x=М/rд -Rzfc – Jкjш /(rк/rд).

Будем называть отношение М/rд = Ртополной тяговой силой. Она равна продольной силе, действующей со стороны колеса на автомобиль при отсутствии силовых потерь на качение колеса и изменение его кинетической энергии во вращательном движении.

Рко=Рто+Rzfк.

Равенство характеризует силовой баланс колеса, его вид несколько изменяется в зависимости от режима качения колес, определяемого значениями и направлением М и Rх.


Схемы сил, действующих на колесо в различных режимах качения:

а - ведущий; б - свободный; в - нейтральный; г - ведомый; д - тормозной;

е - зависимость касательной реакции от момента


Ведущий режим в различных режимах качения:качения Rx>0 (характеризует отрезок 1). На колесо действует момент Мт совпадающий по направлению с wк. Со стороны колеса на автомобиль действует сила тяги Рк, совпадающая с направлением движения, а со стороны автомобиля на колесо действует такая же сила Рх, направленная противоположно. Колесо в этом случае называют ведущим.

Условие работы колеса в ведущем режиме

Мт >fcRzrд + Jк j /rк


Свободный режим в различных режимах качения:качения Rx=0, при котором согласно равенству выполняется условие

Мт =fcRzrд + Jк j /rк,

характеризуется точкой 2.

Колесо в этом случае называется свободным.


Нейтральный режим в различных режимах качения:М>0 при Rx<0 , при котором согласно выполняется условие 0<Мт <fcRzrд + Jк j /rк, характеризуется отрезком 3. Колесо в этом случае называют нейтральным. Для определения Rх в этом режиме используют формулу

Rx=Мт/rд –Rzfc –(JMи2т т +JK)j /(rкrд)


Ведомый режим в различных режимах качения:М=0 характеризуется точкой 4. Колесо в этом случае называют ведомым. Для ведомого колеса

Rx = - [fcRz + Jк j /(rкrд)]

Минус показывает, что Rх направлена в сторону, противоположную движению.

Тормозной режим, при котором к колесу подводится тормозной момент – М=Мтор, направленный в сторону, противоположную wк, характеризуется отрезком 5. Такое колесо называется тормозящим, у тормозящего колеса

Rx =-[Мтор /rд + fcRz + Jк j /(rкrд)].


Схема сил, действующих на деформируемое колесо при качении по деформируемой дороге


Взаимодействие шины с опорной поверхностью: а – схема радиальной деформации; б – модель радиальной деформации; в – эпюра элементарных нормальных реакций в контакте


С увеличением поверхностью: Vк силы инерции , оказывает все большее влияние на процесс деформации элементов шин, возникают их колебания, распространяющиеся и на внеконтактную зону. При некоторой скорости частота возмущений, действующих со стороны опорной поверхности, совпадает с частотой собственных колебаний шины, в результате чего возникают резонансные колебания беговой дорожки и боковины шины, вызывающие большие потери. Потерянная энергия превращается в теплоту и вызывает значительный нагрев шины. Сочетание больших деформаций с высокой температурой приводит к быстрому разрушению шины. Скорость, соответствующая началу появления заметных на глаз колебаний шины, называют критической по волнообразованию скоростью.


Гистерезисные потери поверхностью: (от греч. hysterēsis – отставание, запаздывание) в общем случае качения колеса (МО) определяют лишь силовую часть общих потерь, характеризуемых коэффициентом fс сопротивления качению.

Кинематическая их часть связана с неравенством радиусов rк и rд. При передаче тягового момента Mт в элементах, подходящих к контакту, возникают дополнительные окружные сжатия, тем большие, чем больше Mт.

В результате этого rк уменьшается по сравнению с радиусом качения ведомого колеса.


При увеличении момента поверхностью: Mт или Мтор в задней части контакта элементарные продольные реакции возрастают настолько, что превышаются силы сцепления с опорной поверхностью тех элементов шины, на которые они действуют, и возникает скольжение.

Практически при Rx0 в задней части контакта всегда есть зона, в которой происходит скольжение (зона скольжения). С увеличением Мт или Мтор эта зона увеличивается за счет уменьшения зоны, в которой скольжение отсутствует (зона сцепления).

Скольжение элементов шины вызывает потери энергии, которая в основном, характеризуется коэффициентом fк.


Основная часть мощности гистерезисных потерь идет на нагревание шин. Увеличение этих потерь вызывает повышение температуры шины. Например, у диагональных шин легкового автомобиля уменьшение давления воздуха на 0,1 МПа увеличивает tш приблизительно на 10%. Температура шины оказывает весьма большое влияние на ее долговечность. Увеличение tш от 0 до 100°С снижает прочность связи резины с кордом в 2 раза. Считается критической tш=100...120°С, а tш>120°С опасна для шины.


В зависимости от типа и состояния опорной поверхности, эластичности шины и режима качения колеса изменяется доля различных составляющих потерь. При качении ведомого колеса по асфальто- или цементобетонной дороге 90…95% общих потерь составляют гистерезисные потери, 3…5% — потеринатрение шины об опорную поверхность, 2…3% — потеринадеформацииопорнойповерхности, остальное — аэродинамическиепотери вращающегося колеса. У ведущего и тормозящего колес в тех же условиях потери увеличиваются главным образом в результате трения в контакте, тем больше, чем выше передаваемый момент. При движении автомобиля на высшей передаче они не превосходят 10…15%; при передаче момента, равного половине максимально возможного по сцеплению, составляют около 50% общих потерь, а при передаче моментов, близких к максимально возможным, в несколько раз превышают гистерезисные потери.

На деформируемой поверхности у ведомого колеса основными являются потери, обусловленные образованиемколеи, и гистерезисныепотеривматериалешины. Чем эластичнее шина и жестче грунт, тем больше доля гистерезисных потерь. У ведущего колеса значительно возрастают потеринатрениеконтактныхповерхностейиперемещениегрунтагрунтозацепами.


Практическая значимость оценки потерь, связанных с качением колеса, определяется не только тем, что позволяет наметить пути уменьшения этих потерь, снизить расходы энергии на преодоление внешних сопротивлений движению автомобиля и тем самым улучшить его тягово-скоростные свойства и уменьшить расход топлива. Мощность, теряемая при качении, в значительной степени идет на нагрев шин и износ протектора, т.е. снижает их надежность. Следует отметить, что шина является дорогостоящим элементом автомобиля. Стоимость комплекта тип грузового автомобиля (с учетом их замены до капитального ремонта автомобиля) составляет около 25% его первоначальной стоимости, на шины приходится 10…15% эксплуатационных расходов.


При движении по деформируемой опорной поверхности, кроме затрат подводимой к колесу энергии, на гистерезисные потери и трение в шине происходят гистерезисные потери в материале опорной поверхности и потери на ее пластическую деформацию (образование колеи).

Гистерезисные потери в материале опорной поверхности являются одной из причин продольного сноса реакции Rz. На опорных поверхностях, у которых пластические свойства преобладают над упругими, основной причиной продольного сноса реакции Rz и повышения затрат мощности на качение колеса является образование колеи.


Износ протектора, на который приходится около 70% всех случаев выхода из строя шин, возникает, в основном, в результате трения в контакте катящегося колеса. С повышением передаваемого через колесо момента скольжение растет независимо от его направления. Интенсивность износа протектора связана, с моментом степенной зависимостью. Так, например, показатель степени для шины 260-20 равен 2,6, т. е. увеличение момента в 2 раза увеличивает износ в 6 раз.


С приходится около 70% всех случаев выхода из строя шин, возникает, в основном, в результате трения в контакте катящегося колеса. С повышением передаваемого через колесо момента скольжение растет независимо от его направления. Интенсивность износа протектора связана, с моментом степенной зависимостью. Так, например, показатель степени для шины 260-20 равен 2,6, т. е. нижение коэффициента f способствует повышению долговечности и надежности шин. В большинстве случаев выход из строя шин обусловливается износом протектора, поэтому значительно влияние кинематической составляющей fк, связанной с изменением радиуса rк при передаче через колесо момента.

На коэффициент сопротивления качению влияют:1) тип покрытия дороги и ее состояние, 2) скорость движения, 3) давление воздуха в шинах, 4) температура шины, 5) нагрузка на колесо, 6) его размеры, 7) конструктивные особенности шины, 8) момент, передаваемый через колесо.


Тип и состояние дорожного покрытия.Потери, связанные с деформациями, опорной поверхности и возникающими при качении колеса динамическими нагрузками, зависят от типа и состояния дорожного покрытия. Чем больше деформируемость дорожного покрытия, тем больше сопротивление качению.

Неровности дорожного покрытия создают динамические нагрузки, вызывающие дополнительные деформации шины и дополнительные гистерезисные потери. На булыжной дороге коэффициент f больше, чем на асфальтобетонной, даже если деформации опорной поверхности на обоих дорожных покрытиях одинаковы. Если на поверхности дороги имеется водная пленка или жидкая грязь, то сопротивление качению возрастает из-за гидравлических потерь на выдавливание этой пленки.


Асфальтобетонное и цементобетонное шоссе:

в хорошем состоянии 0,007...0,015

в удовлетворительном состоянии 0,015...0,02

Гравийная дорога в хорошем состоянии 0,02...0,025

Булыжная дорога в хорошем состоянии 0,025...0,030

Грунтовая дорога:

сухая укатанная 0,025...0,030

после дождя 0,050...0,15

в период распутицы 0,10...0,25

Песок и супесок:

сухой 0,10...0,30

сырой 0,06...0,15

Суглинистая и глинистая целина:

сухая 0,04...0.06

в пластическом состоянии 0,10...0,20

Обледенелая дорога, лед 0,015...0,03

Укатанная снежная дорога 0,03...0,05

Рыхлый снег 0,10...0,30


Увеличение скорости движения цементобетонное шоссе:. Как правило, коэффициент f при увеличении V возрастает. На ровных дорогах при изменении скорости от нуля до некоторого значения, зависящего от конструктивных особенностей шины, нормальной нагрузки на колесо и внутреннего давления воздуха, возрастание коэффициента f невелико. Поэтому для большинства шин грузовых автомобилей связь коэффициента f и скорости V достаточно точно аппроксимируется линейной зависимостью. На неровных дорогах даже при средних скоростях с увеличением V коэффициент f может расти довольно сильно. Начиная с некоторого значения V, даже на ровных дорогах, коэффициент f начинает быстро увеличиваться. При номинальных нагрузках на колесо и давлениях воздуха в шине интенсивный рост коэффициента f начинается при V=20...30 м/с.

Существуют различные эмпирические формулы, позволяющие приближенно подсчитать коэффициент f при различных скоростях движения; удобной является формула

f=f0+ kf V2

где f0 –коэффициент сопротивления качению при малой скорости. В тех случаях, когда действительное значение kf неизвестно, рекомендуется принимать kf =7 10-6.


Зависимость коэффициента сопротивления качению от скорости движения:1 — 3 — соответственно 15, 25 и 30 МПа


Температура шины сопротивления качению от скорости движения:. С увеличением температуры шины сопротивление качению снижается, во-первых, за счет уменьшения гистерезисных потерь в резине, во-вторых, в результате повышения внутреннего давления воздуха. При этом снижается коэффициент f в результате уменьшения деформаций шины.

Изменение давления Рв воздуха в шине. Коэффициент f на различных дорогах в различной степени зависит от Рв. На дорогах с твердым покрытием он уменьшается с увеличением давления Рв, достигая минимального значения при давлении Рв, близком к рекомендованному для данной шины. При чрезмерном давлении Рв возрастают динамические нагрузки, возникающие в результате взаимодействия колеса с неровностями дороги, что может привести к некоторому возрастанию коэффициента f.


Зависимость коэффициента сопротивления качению от внутреннего давления воздуха в шине на разных поверхностях: 1 - песок; 2— пашня; 3— асфальт


Увеличение нагрузки сопротивления качению от внутреннего давления воздуха в шине на разных поверхностях: Рz на колесо. При неизменном давлении Pв увеличение Рz приводит к возрастанию коэффициента f.

На дорогах с твердым покрытием при изменении нагрузки в пределах 80...110% номинальной увеличение коэффициента f несущественно. При превышении нагрузки на 20% номинального значения коэффициент возрастает приблизительно на 5%, а при дальнейшей перегрузке — более интенсивно. Сильно возрастает коэффициент fс увеличением нагрузки Рz на деформируемой опорной поверхности.


Конструктивные параметры шин сопротивления качению от внутреннего давления воздуха в шине на разных поверхностях: .Увеличение толщины протектора повышает коэффициент f, особенно у диагональных шин. В связи с этим по мере износа шин сопротивление качению падает. При полностью изношенном протекторе сопротивление качению может уменьшиться на 20…25% по сравнению с неизношенным. У шин с вездеходным рисунком протектора, имеющих толщину протектора почти в 2 раза большую, чем у шины с дорожным рисунком, при качении по дорогам с твердым покрытием коэффициент f на 25…30% больше.


Увеличение отношения ширины обода к ширине профиля шиныи уменьшение отношения высоты Н профиля шины к его ширине В приводит к снижению коэффициента сопротивления качению. Снижение Н/В уменьшает также зависимость коэффициента f от скорости движения.

Внутреннее строение каркаса шины оказывает существенное влияние на коэффициент сопротивления качению. При V<30...35 м/с наименьшим сопротивлением качению обладают радиальные шины (коэффициент f у них меньше, чем у диагональных на 15...20%). При больших скоростях наименьшим коэффициентом обладают диагонально-опоясанные и низкопрофильные диагональные шины. По мере износа преимущество радиальных шин по сравнению с диагональными уменьшается.


Увеличение диаметра колеса обода к ширине профиля шиныприводит к уменьшению коэффициента f. На ровных дорогах с твердым покрытием уменьшение небольшое. Чем больше размеры и число неровностей на дороге и чем больше на таких дорогах скорость движении, тем значительнее влияние диаметра колеса на коэффициент f. Особенно сильно снижается коэффициент f на деформируемых опорных поверхностях.

Увеличение ширины колеса на дорогах с твердым покрытием незначительно увеличивает коэффициент f, а на большинстве деформируемых опорных поверхностях существенно снижает.


Совершенствование качества резины позволяет значительно снизить сопротивление качению.

На автомобилях со сдвоенными колесами (грузовые автомобили, автопоезда и др.) дополнительные потери на качение возникают также в результате неравномерного распределения между шинами сдвоенных колес нормальных нагрузок и крутящих моментов. Причиной неравномерности являются неодинаковые геометрические размеры и износ шин, различие в температуре, наличие поперечного уклона дороги, прогиб балки моста, неодинаковость внутреннего давления воздуха и др. В частности, поддержанию в эксплуатации одинакового давления Рв препятствует затрудненный доступ к вентилю внутренней шины.


Причины ограничений сил, действующих на колеса.

Причины, ограничивающие эти силы, различны для нормальных и продольных сил и зависят от условий использования колеса. При движении по дороге с твердым покрытием предельное значение нормальной силы, действующей на каждое колесо, определяется в основном из условий долговечности шины и дорожного покрытия.На деформируемых дорогах нормальная нагрузка на колесо может ограничиваться несущей способностью опорной поверхности или значительно возросшим сопротивлением качению.


Предельное значение реакции R действующих на колеса.хопределяется достижением предельных значений элементарных продольных реакций контактной поверхности. На недеформируемых поверхностях они являются силами трения покоя на передней части контактной площадки и трения скольжения на задней. Сила трения покоя равна внешней силе, ее вызывающей, и с возрастанием внешней силы увеличивается до тех пор, пока не превысит произведения элементарной нормальной реакции, действующей на рассматриваемый элемент поверхности, на коэффициент трения. Сила трения скольжения равна этому произведению. При режиме свободного качения практически на всей контактной площадке имеет место трение покоя При передаче через колесо момента в задней части контактной площадки образуется зона скольжения.


При увеличении момента за счет частичного проскальзывания и деформаций шины изменяется также и радиус качения rк. Рассмотрим зависимость безразмерной величины Rx/Rz от безразмерной величины, связанной с rк, называемой коэффициентом буксования d у ведущего колеса и скольжения s у тормозного колеса.

Коэффициент буксования определяется

d =(Vт—Vд)100/Vт.

где Vт — теоретическая скорость колеса; Vт=rк0wк(rк0- радиус качения колеса в свободном режиме); Vд действительая скорость колеса, Vд=rкwк (rк - соответствует передаваемому через колесо моменту).

d=(1-rк /rк0)100.

Коэффициент скольжения определяется формулой

s=(Vд-Vт)100/Vд=(1-rк0 / rк) 100.


Если бы коэффициент трения покоя был равен коэффициенту трения скольжения, а последний не зависел от скорости скольжения элементов шины по опорной поверхности, то при увеличении абсолютной величины передаваемого через колесо момента реакция Rх, увеличиваясь одновременно с увеличением скольжения, достигала бы наибольшего значения в момент, когда всю контактную площадку занимала бы зона скольжения, т.е. при d =100%, или s=100%. Однако, коэффициент трения покоя больше коэффициента трения скольжения, а последний уменьшается с увеличением скорости скольжения. Поэтому Rх достигает максимального значения тогда, когда на части поверхности контакта еще имеются нескользящие элементы, т.е. при d<100% или s<100%.


Зависимость был равен коэффициенту трения скольжения, а последний не зависел от скорости скольжения элементов шины по опорной поверхности, то при увеличении абсолютной величины передаваемого через колесо момента реакция Rx/Rz от скольжения (буксования)


Зависимость величины был равен коэффициенту трения скольжения, а последний не зависел от скорости скольжения элементов шины по опорной поверхности, то при увеличении абсолютной величины передаваемого через колесо момента реакция Rх/Rz от скольжения (буксования), получена опытным путем. Величина (Soпт или dопт), при которой Rх/Rz достигает максимального значения зависит как от характеристики и материала протектора шины и опорной поверхности, так и от скорости движения.

Если s < sопт или d < dопт, то реакция Rх определяется только значением момента, подводимого к колесу. Увеличение момента приводит к повышению как реакции Rх, так и коэффициента s или d. Будем в этом случае называть отношение Rх/Rz=kпкоэффициентом продольной силы колеса. В ведущем режиме это отношение называют коэффициентом тягиkт, а в тормозном — удельной тормозной силойт.


При был равен коэффициенту трения скольжения, а последний не зависел от скорости скольжения элементов шины по опорной поверхности, то при увеличении абсолютной величины передаваемого через колесо момента реакция s sопт (или dd опт) реакция Rx ограничивается условиями взаимодействия (сцепления) колеса с опорной поверхностью. Увеличение момента при равномерном качении колеса в этих условиях невозможно. Подведение к колесу большего момента приведет только к увеличению wк, а Rx останется неизменной (если s=const; d =const) или уменьшается (если s или d возрастают).

Будем в этих условиях называть реакцию Rx максимально возможной по сцеплению и обозначать Rx.мах- Реакция Rx.мах при прочих равных условиях различна при различных s или d.

Отношение Rx.max/Rz=x будем называть коэффициентом продольного сцепленияколеса с опорной поверхностью.


Коэффициент продольного сцепления на дорогах с твердым покрытием в общем случае определяется совокупностью коэффициентов трения покоя и скольжения. При полном скольжении или буксовании коэффициент сцепления является коэффициентом трения скольжения.

Коэффициент x определяют опытным путем. В большинстве случаев определяется при 100% - ном скольжении колеса в тормозном режиме (т.е. при протаскивании полностью заторможенного колеса).

К эксплуатационным факторам, влияющим на коэффициент сцепления, относятся: 1. тип и состояние дороги; 2. износ протектора; 3. давление воздуха в шине; 4. нормальная нагрузка на колесо.


Максимального значения коэффициент сцепления на дорогах с твердым покрытием достигает при скольжении (буксовании) порядка 10…20%. На дорогах с деформируемой опорной поверхностью в зависимости от их свойств x.мах может быть при больших (до 50%) значениях скольжения.

На дороге с твердым покрытием большее влияние па коэффициент x оказывают шероховатость и влажность ее поверхности, наличие пыли и грязи.

На мокрых дорогах уже при толщине пленки влаги около 0,2 мм ее наличие приводит к снижению коэффициента x. При достаточной толщине водяной пленки на части поверхности шины (смоченная поверхность) начинает действовать подъемная гидродинамическая сила Fп и непосредственно с поверхностью дороги взаимодействует лишь часть поверхности контакта.


При наличии подъемной силы коэффициент x уменьшается тем больше, чем больше толщина водяной пленки. Поэтому при испытаниях шин на мокрой дороге для определения коэффициента x толщину водяной пленки нормируют (обычно 1 мм).

Если на дороге имеется пленка грязи, то в связи с более высокой ее плотностью по сравнению с водой подъемная сила увеличивается и коэффициент x снижается


Очень большое влияние на коэффициент x оказывает скорость движения колеса. На сухих и слабовлажных дорожных покрытиях при увеличении скорости коэффициент x может соответственно несколько снижаться или слабо увеличиваться. Увеличение происходит на слабовлажных поверхностях из-за испарения влаги.

На мокрых дорогах причиной влияния скорости на коэффициент x является возникновение подъемной силы Fп, пропорциональной квадрату скорости. Уменьшение поверхности контакта, которая непосредственно взаимодействует с дорогой, приводит к уменьшению силы трения, а следовательно, и коэффициента x. Сила Fп тем меньше, чем легче может выйти жидкость из зоны контакта через канавки рисунка протектора шины и отчасти через щели, образующиеся между поверхностями шины и дороги.


Износ протектора коэффициент . При износе более чем на 50% интенсивно уменьшается коэффициент x, при полном износе рисунка протектора на мокрых дорогах с недостаточной шероховатостью коэффициент сцепления может снизиться до x=0,2…0,15. Правилами дорожного движения запрещена эксплуатация автомобиля, если остаточная высота рисунка протектора hп на площади, ширина которой равна половине ширины беговой дорожки, а длина равна 1/6 окружности шин меньше 1,6 мм - для легковых автомобилей; 2 мм — для автобусов: 1 мм для грузовых автомобилей, прицепов и полуприцепов.


Зависимость коэффициента коэффициент x от высоты рисунка протектора при различных скоростях движения: 1 и 2 — V соответственно 30 и 90 км/ч


Увеличение давления коэффициент рв воздуха в шинеНа сухих чистых дорогах с тверды покрытием увеличение рв приводит к некоторому уменьшению коэффициента x. На мокрых и грязных дорогах с тверды покрытием при увеличении давления рв в некоторых пределах увеличивается коэффициент x, поскольку повышение удельной нагрузки в области контакта способствует выдавливанию влаги или грязи.

Увеличение нормальной нагрузки на колесо. Так же, как при увеличении рв при этом несколько снижается коэффициент x на сухих чистых дорогах твердым покрытием. Это объясняется снижением коэффициента трения резины при увеличении давления. Однако по причинам, указанным выше, на мокрых и грязных дорогах явление может быть обратным.


Из коэффициент конструктивных особенностей наибольшее влияние оказывают размеры колеса и рисунок протектора. Увеличение диаметра колесана дорогах с твердым покрытием приводит к незначительному росту коэффициента x. Влияние рисунка протектора оценивают коэффициентом насыщенности рисунка протектора — отношением площади контакта по выступам протектора к общей его площади. На сухих дорогах с твердым покрытием коэффициент x несколько возрастает с увеличением коэффициента насыщенности контакта. На мокрых дорогах с твердым покрытием коэффициент x тем больше, чем лучше рисунок протектора обеспечивает возможность удаления влаги и слоя грязи из зоны контакта



ad