Сила сопротивления качению

Сопротивление качению шины по дороге является следствием затрат энергии на внутренние потери в шине (нагрев) и на образование колеи. Часть энергии теряется в результате трения шин о дорогу, часть на сопротивление в подшипниках колес и часть на преодоление сопротивления воздуха.

Ввиду сложности учета всех факторов в отдельности, сопротивление качению оценивается по суммарным затратам энергии, считая силу сопротивления качению внешней по отношению к автомобилю. Такое допущение упрощает выводы, не оказывая влияния на результаты расчетов. Сила сопротивления качению всех колес автомобиля (одиночного) определяется:

P_ѓ=ѓ(Z₁+Z₂)=ѓ∙G_к =P_к (21)

Мощность, необходимая для определения сопротивления качению при движении автомобиля со скоростью υ определится:

N_ѓ=P_ѓ∙υ/1000 (22)

При относительно малой скорости (до 50 – 60 км/ч) коэффициент сопротивления качению можно считать величиной постоянной. В случае движения с большей скоростью коэффициент ѓ заметно увеличивается, т.к. шина не успевает полностью распрямиться в области контакта, вследствие чего часть энергии, затраченная на деформацию шины, не возвращается и переходит в тепло.

Кроме того, при увеличении скорости деформации возрастает внутреннее трение в покрышке, также вызывающее увеличение коэффициента ѓ. Для определения его величины в зависимости от скорости пользуются эмпирической формулой:

ѓ=ѓ_о(1+υ² / 1500), (23)

где ѓ_о – коэффициент сопротивления качению при движении с малой скоростью (до 60 км/ч);

υ - скорость движения, м/с (при скорости 60 км/ч).

На твердых покрытиях коэффициент ѓ увеличивается с уменьшением внутреннего давления воздуха в шине. При передаче крутящего момента коэффициент ѓ немного увеличивается, т.к. шина при этом деформируется не только в вертикальном направлении, но и по окружности.

При большой величине передаваемого момента элементы протектора проскальзывают по дороге, и на трение в области контакта также затрачивается некоторая мощность. При качении колеса по мягкому грунту на коэффициент ѓ влияют глубина колеи, тип и состояние грунта, диаметр колеса и воспринимаемая им вертикальная нагрузка.

Уменьшение давления воздуха в шине приводит к уменьшению глубины колеи, однако, при этом увеличиваются внутренние потери в шине. Для некоторых грунтовых условий значения коэффициента ѓ равны (при скорости до 60 км/ч):

_{Бетон 0,.010.. 0.015}

· Асфальтовое шоссе в хорошем состоянии – 0.015..0.018

· То же, в удовлетворительном состоянии – 0.018..0.020

· Гравийное шоссе – 0.020..0.025

· Каменная мостовая – 0.023..0.030

· Грунтовая дорога, сухая, укатанная – 0.025..0.035

· Грунтовая дорога после дождя – 0.050..0.150

· Песок – 0.100..0.300

Плотный укатанный волок лето …………... - 0.080- 0.230

зима……………...- 0.100- 0.130

Неукатанный волок ……- лето…………….. - 0.150- 0.180

- зима…………….. -0.130- 0.150

Грязный волок…………….- лето………….…. -0.200- 0.260

…………….- зима…………….. -0.200- 0.260

Заболоченный грунт……..- лето ……………- 0.350- 0.500

…….- зима..…………. - 0.400- 0.600

· Глубокий снег …….……...……….… -0.400- 0.600