Момент сопротивления качению колеса в ведомом режиме при прямолинейном движении
Во время прямолинейного движения эластичного колеса по твердой недеформируемой дороге подведенная к нему энергия расходуется на преодоления трений в резинокордовой оболочке, в резине протектора и в контакте колеса с опорной поверхностью. Эти три трения вызывают гистерезисные явления (потери) в шине.
Если колесо неподвижно, тогда нормальные реакции опорной поверхности симметричны относительно оси, проходящей через центр колеса, а следовательно их равнодействующая Rz проходит через центр колеса точку О (см. рис.3.2а )
Если приложить к колесу толкающую силу Ртол, то при его движении из-за гистерезисных потерь в шине нормальные реакции опорной поверх-ности несимметричны. Эта несимметричность вызыва-ет смещение равнодейст-вующей нормальной реакции Rz по ходу движения на величину «а» (см. рис. 3.2.б).
. Рис.3.2 Схема сил и реакций, действующих на колесо.
Смещение равнодействующей нормальных реакций относительно центра колеса вызывает момент, который определяется по формуле
М = Rz a .
Разделим правую и левую часть полученной зависимости на радиус колеса. Тогда имеем
.
Безразмерную величину назвали коэффициентом сопротивления качению и обозначили f. Частное от деления момента на радиус колеса назвали силой сопротивления качению и обозначили Рf .
В этом случае имеем
,
где Рf – cила сопротивления качению в Н.
Окончательно сила сопротивления качению запишется
,
где Rz – нормальная реакция опорной поверхности в Н.
На горизонтальной дороге R z = G к ,
где G к – нагрузка на колесо в Н.
Если опорная поверхность имеет угол уклона , тогда равнодействующая нормальных реакций равна ,
а сила сопротивления качению Рf запишется Рf = .
Момент сопротивления качению на дороге, имеющей уклон, равен
Мf= .
В полученной зависимости особый интерес представляет коэффициент сопротивления качению f, которыйзависит от целого ряда факторов. При этом основными из них являются:
- вид и состояние опорной поверхности. Минимальное значение коэффициент f имеет на асфальтобетонной сухой дороге. Его значение для тороидных шин и шин регулируемого давления при номинальном давлении воздуха находится в пределах 0,01…0,02;
- тип и конструктивные параметры шины. Минимальное значение коэффициент f на сухой асфальтобетонной дороге имеет для шин с металлокордом (f= 0,01) и максимальное (f=0,02) для шин с регулируемым давлением;
- скорость движения. С увеличением скорости движения из-за дополнительной деформации тела шины при ударах и колебательных процессах происходит увеличение затрат энергии на преодоление сопротивления качению шины. Увеличение коэффициента f, вызванное скоростью движения, учитывается эмпирической зависимостью
, (3.1)
где V – скорость движения колеса в м/с;
f0 – коэффициент сопротивления качению при скорости, равной нулю.
Кроме этих факторов, на величину коэффициента f влияют: степень износа протектора, температура шины, количество и материал слоев корда, качество применяемой резины, геометрические параметры шины, давление воздуха и др. Однако влияние этих факторов менее существенно по сравнение с выше
перечисленными и как правило их влиянием пренебрегают.
Дата добавления: 2017-06-02; просмотров: 798;