Факторы, влияющие на коэффициент сопротивления качению колеса.

а б в

Рис. 2.7 Зависимости коэффициента сопротивления качению от скорости движения (а), давления воздуха в шине (б) и момента, передаваемого через колесо (в)

Скорость движения. При изменении скорости движения в интервале 0…50 км/ч коэффициент сопротивления качению изменяется незначительно и его можно считать постоянным в указанном диапазоне скоростей.

С увеличением скорости деформированные элементы шины в сберегающей части на площадке контакта не успевают полностью восстанавливаться, поэтому силы упругости этих элементов оказывают меньшее давление на дорогу. Кроме того, возрастает относительная скорость деформации элементов шины, что приводит к увеличению энергии гистерезисных потерь. В результате нормальная реакция дороги R_z получает большее смещение а_ш относительно нормальной нагрузки Р_z и момент сопротивления качению возрастает.

На скоростях свыше 300…400 км/ч коэффициент f резко возрастает

(f → 1), т.е. в этих условиях сила сопротивления качению колеса может превышать вес автомобиля.

Существует несколько различных методик определения зависимости f(V), например:

или

или

Все эти формулы носят эмпирический характер, т.е. получены в результате эксперимента. Их различие вызвано условиями и методикой проведения эксперимента.

где f₀ – коэффициент сопротивления качению при скорости движения менее 10 м/с;

V – скорость автомобиля.

В настоящем курсе лекций и при выполнении курсового проекта используется формула

,

где V – скорость автомобиля, км/ч.

Тип и состояние покрытия дороги. На дорогах с твердым покрытием сопротивление качению обусловлено главным образом деформациями шины.

При увеличении числа дорожных неровностей коэффициент сопротивления качению возрастает.

На деформируемых дорогах коэффициент сопротивления качению определяется деформациями шины и дороги. В этом случае он зависит не только от типа шины, но и от глубины образующейся колеи и состояния грунта.

Значения коэффициента сопротивления качению при рекомендуемых уровнях давления воздуха и нагрузки на шину и средней скорости движения на различных дорогах приведены ниже (табл.2.2).

Таблица 2.2

Коэффициенты сопротивления качению f₀

Тип шины.Коэффициент сопротивления качению во многом зависит от рисунка протектора, его износа, конструкции каркаса и качества материла шины. Изношенность протектора, уменьшение числа слоев корда и улучшение качества материала приводят к падению коэффициента сопротивления качению вследствие снижения потерь энергии в шине.

Давление воздуха в шине.На дорогах с твердым покрытием при уменьшении давления воздуха в шине коэффициент сопротивления качению повышается (рис.2.7б). На деформируемых дорогах при снижении давления воздуха в шине уменьшается глубина колеи, но возрастают потери на внутреннее трение в шине. Поэтому для каждого типа дороги рекомендуется определенное давление воздуха в шине, при котором коэффициент сопротивления качению имеет минимальное значение.

Нагрузка на колесо.При увеличении вертикальной нагрузки на колесо коэффициент сопротивления качению существенно возрастает на деформируемых дорогах и незначительно – на дорогах с твердым покрытием.

Момент, передаваемый через колесо.При передаче момента через колесо коэффициент сопротивления качению возрастает (рис. 2.7в) вследствие потерь на проскальзывание шины в месте ее контакта с дорогой. Для ведущих колес значение коэффициента сопротивления качению на 10…15% больше, чем для ведомых.

Коэффициент сопротивления качению оказывает существенное влияние на расход топлива и, следовательно, на топливную экономичность автомобиля. Исследования показали, что даже небольшое уменьшение этого коэффициента обеспечивает ощутимую экономию топлива. Поэтому неслучайно стремление конструкторов и исследователей создать такие шины, при использовании которых коэффициент сопротивления качению будет незначительным, но это весьма сложная проблема.

Поиск по сайту: