Понятие и определение коэффициента трения и коэффициента сопротивления качению. Влияние основных параметров на изменение коэффициента сопротивления качению.
1. Сопротивление качению вызывает трение в боковинах и протекторе их деталей в движении, потери на трение в подшипниках колес, деформация дороги, удельная пробуксовка колеса, при переда от него крутящего момента.
2. Коэффициент сопротивления качению зависит от массы автомобиля, деформации поверхности дороги, конструкции шины, количество слоёв корда, материал шины, давление в шине, нагрузка приходящаяся на колесо.
Определить коэффициент сопротивления качению можно экспериментально. С помощью установки, опорной плиты, модель автомобиля, динамометр, и лебедка.
Процесс замера: На опорной плите размещаем модель автомобиля. К модели крепим динамометр, дальше крепим трос лебедки. Предварительно накачать шины(рш) модели автомобиля, замерять вес модели автомобиля(Ga).
Автомобиль разместить на одном конце опорной плиты, лебедку с тросов на другом (чтобы можно было катать автомобиль).
Начиная вращать катушку лебедки, мы начинаем тащить автомобиль с одного конца опорной плиты, в другой. В момент начала движения модели автомобиля на размещенном между моделью и тросом динамометр, будет фиксировать какое то значение, это значение будет сила сопротивления качению(Pf).
Теперь можно посчитать коэффициент сопротивления качению f:
f=Pf/Ga
На этой установке можно определить коэффициент сцепления, заблокировав задние колеса модели автомобиля, и замерять касательную силу(Рх) в точке контакта заблокированных колес с опорной поверхностью, при сухом и мокром состоянии покрытия опорной плиты.
Тогда коэффициент сцепления φ рассчитаем так:
φ=Рх/Ga
Коэффициент сопротивления качению количественно характеризует силу сопротивления качения Ff, потери мощности в колесном движителе, а также интенсивность износа шин. Факторы, оказывающие влияние на коэффициент сопротивления качению можно разделить на: эксплуатационные и конструктивные.
|
|
|
Физическая сущность коэффициента трения и коэффициента сцепления
Физический смысл коэффициента трения разный в зависимости от того, это трение качения или скольжения.
Для трения скольжения это отношение силы трения к силе давления. Отношение двух одноименных величин есть величина безразмерная, поэтому и коэффициент силы трения скольжения безразмерен.
Сила трения качения зависит не только от давления, материалов и состояния поверхности, но и от радиуса (радиусов) тел качения. Его физический смысл - ширина участка деформации, возникающей в районе контакта катящегося тела и поверхности опоры (или взаимно катящихся круглых тел).
В основе всех полученных зависимостей для определения сил трения лежит известный из физики закон (Кулона) о том, что сила трения пропорциональна нормальной реакции, где коэффициент пропорциональности – это коэффициент трения, получаемый экспериментально.
|
|
|
Физический смысл коэффициента трения качения – это плечо, на которое смещается нормальная реакция вперед по ходу движения катка, создавая момент, препятствующий его перекатыванию (это и есть момент трения качения).
Таким образом, коэффициент трения является размерной величиной (имеет линейную размерность), и умножение нормальной реакции на коэффициент трения качения дает не силу трения, а момент трения качения.
Макрошероховатость и микрошероховатость, понятие контурной фактической площади контакта колеса автомобиля с дорожным покрытием
Увеличение неровностей шероховатости должно приводить к уменьшению молекулярной составляющей и росту механической составляющей сцепной силы и коэффициента сцепления. При этом уменьшение молекулярной составляющей объясняется уменьшением фактической площади контакта шины с покрытием. По существующей классификации, неровности шероховатости разделяют на макрошероховатость и микрошероховатость.
Под макрошероховатостью понимают, как правило, выступающую над поверхностью покрытия часть зерен 17 щебня (или неровности на поверхности самих зерен) с высотой не менее 0,3 мм, длиной не менее 2-3 мм (до 40-50 и более мм).
|
|
|
Микрошероховатость обусловлена собственной шероховатостью щебня (шероховатостью скола каменного материала, из которого изготовлен щебень) с высотой выступов не более 0,3 мм и длиной не более 2-3 мм. Установлено, что и макро, и микрошероховатость играют важную роль в обеспечении высоких значений коэффициента сцепления, как на сухих, так и мокрых покрытиях дорог. Показывает, что на мокрых покрытиях роль макро и микрошероховатости не остается постоянной.
На мелкошероховатых покрытиях при относительно малой высоте выступов макрошероховатости (менее 2 мм – при скорости 80км/ч) она имеет превалирующее значение по сравнению с микрошероховатостью. На крупношероховатых покрытия (R более 2 мм), наоборот, превалирующая роль принадлежит микрошероховатости (т.к. дренажная способность поверхности покрытия достаточно высокая и дальнейшее ее увеличение не имеет существенного значения).
Рассмотрение исследований в области изучения связи сцепных качеств дорожных покрытий и шероховатости их поверхности показало, что основное внимание было уделено изучению вопросов обеспечения макрошероховатости их поверхности работы. Вопросу обеспечения микрошероховатости внимание уделено значительно меньше. При этом в основном изучалось сопротивление шлифованию каменного материала, используемого для приготовления дорожного щебня, причем для сравнительно малого набора горных пород (следует отметить, что даже одна горная порода, но из разных карьеров, может обладать во многом отличающимися физико-механическими показателями).
|
|
|
8 Физическая сущность процесса аквапланирования автомобильных шин. Методы предотвращения аквапланирования средствами эксплуатации
Аквапланирование (от англ. Aquaplaning – букв. водяное планирование) – это появление, так называемого, гидродинамического клина в зоне соприкосновения шины с покрытием дороги и вследствие этого, полная или частичная потеря соприкосновения с дорогой.
Данный эффект возникает, когда авто входит в зону покрытую водой, льдом или снегом, при критическом уровне скорости. Многие эксперименты демонстрируют, что средняя критическая скорость возникновения эффекта аквапланирования колеблется между 72 и 104 км/час.
При эффекте аквапланирования, контакт шины с дорожным покрытием просто утрачивается, от чего ТС становится буквально не управляемым.
С физической точки зрения аквапланирование – это нахождение воды в пятне сцепления, другими словами, между дорогой и колесом появляется водяная «плёнка» Этот эффект происходит из-за слишком медленного выхода воды из-под шин. Конструкция протектора, а так же давление шины, позволяют свести этот процесс к минимуму.
Вполне логично суждение о том, что чем жестче стерт протектор, тем мельче водоотводные желоба, соответственно жидкость просто не успевает уходить из-под колеса, создавая водяную пленку. Стоит отметить, что слишком низкий показатель давления в колесах так же не позволяет шине выталкивать лишние воду, снег или лед.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 1074; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!