Режимы качения колеса

На рис. приведен график зависимости радиуса качения колеса в функции приложенного к колесу крутящего момента. На этот же график нанесена зависимость касательной реакции в контакте колеса с дорогой. С помощью этой диаграммы можно выделить все области работы автомобильного колеса:

1. Ведомый режим качения колеса

Т_к = 0 . В контакте колеса с опорной поверхностью действует отрицательная касательная реакция, численно равная силе сопротивления качению P_f.

2. нейтральный режим качения колеса

К ступице колеса приложен положительный крутящий момент, численно меньший момента сопротивления качению M_f. В контакте колеса с опорной поверхностью действует отрицательная касательная реакция, чиcленно меньшая силы сопротивления качению. Таким образом, по моменту (он положителен) это режим ведущий, по касательной реакции (она отрицательна) - ведомый. Е.А.Чудаков предложил назвать этот режим нейтральным.

3. Свободный режим качения колеса.

К ступице колеса приложен положительный крутящий момент, численно равный моменту сопротивления качению Касательная реакция в контакте колеса с опорной поверхность в этом случае равна 0, т.е. колесо свободно от касательной реакции. Е.А.Чудаков предложил называть этот режим работы колеса свободным

4. Ведущий режим с чистым качением.

В контакте колеса с опорной поверхностью сохраняется хотя бы одна нескользящая точка.

К ступице колеса приложен крутящий момент, численно больший момента сопротивления качению, касательная реакция в контакте колеса с опорной поверхностью такова, что в контакте сохраняются нескользящие точки.

5. Ведущий режим с пробуксовыванием.

Приложенный к колесу крутящий момент вызывает частичное пробуксовывание колеса по опорной поверхности, вместе с тем ось колеса движется с определенной скоростью.

6. Полное буксование.

Приложенный к колесу крутящий момент вызывает полное буксование колеса, ось колеса неподвижна. r_k = 0 .

7. Тормозной режим с чистым качением К колесу приложен отрицательный (тормозной) крутящий момент, в контакте колеса с опорной поверхностью возникает отрицательная касательная реакция, но в контакте сохраняются нескользящие точки.

8. Тормозной режим с проскальзыванием.

К колесу приложен отрицательный крутящий момент, все точки контакта скользят по опорной поверхности, но диск колеса имеет определенную угловую скорость.

9. Полный юз.

Приложенный к колесу тормозной момент прекратил вращение диска колеса, приложенная к оси колеса толкающая сила вызывает скольжение контактной площадки по опорной поверхности. Очевидно, что при движении в режиме 6 (полное буксование) радиус качения колеса равен бесконечности.

1. Тормозной с полным юзом Т_к < 0 (s_c=1, r_к=∞ но r_д =сonst)

2. Тормозной с частичным проскальзыванием Т_к< 0 (r_д < r_к<∞)

3. Тормозной режим при наличии нескользящих точек в контакте Т_к<0 (r_д < r_к)

4.Ведомый Т_к = 0 (r_к = r_к0 = сonst)

5.

6. Свободный (к колесу подведен крутящий момент, численно равный моменту сопротивления качению) Т_к = Т_f (r_к = r_кc = сonst)

7. Ведущий ( к колесу подведен крутящий момент, больший момента сопротивления качению, но в контакте колеса с опорной поверхностью сохраняются нескользящие точки) Т_к > Т_f (r_к< r_к0)

8. Ведущий с пробуксовыванием. В контакте колеса с опорной поверхностью все точки имеют скольжение Т_к > Т_f (r_к< r_к0)

9. Ведущий режим с полным бускованием Т_к > Т_f = R_Xmax r_к0 =G_к · φ_х r_к0 (r_к=0)

1`, 9` – чистое скольжение колеса соответственно юз и буксование.

В ведущем режиме при наличии нескользящих точек в контакте колеса с опорной поверхностью радиус качения определяют следующим образом:

где λ_х, λ_м – коэффициент тангенциальной эластичности шины соответственно по силе (мм/Н) и по моменту (мм/(Н·м) или Н^-1); r_к0 – радиус качения в ведомом режиме (обычно принимают равным статическому радиусу).

λ_х, λ_м определяют по ГОСТ 17696-72.

λ_м = (15…25)·10^-6 Н^-1 для легковых автомобилей;

λ_м = (6…12)·10^-6 Н^-1 для грузовых автомобилей.

Пример: Для шины ВЛи-5 6,95-16,00

λ_х =0,03 мм/Н;

λ_м = 0,01 мм/(Н·м) = 10 · 10^-6 Н^-1

При торможении при наличии нескользящих точек в контакте колеса с опорной поверхностью юзом или буксовании

r_к = r_кс+ λ_х · R_x

r_к = r_к0+ λ_м · Т_к,