Коэффициент сопротивления качению

Режимы движения колеса

Колеса АТС могут работать в пяти различ­ных режимах:

- ведущий режим (участок 1);

- свободный (точка 2);

- нейтральный (участок 3);

- ведомый (точка 4);

- тормозной (участок 5).

Колесо преобразует вращательное движение в поступательное и при этом проис­ходят потери мощности. Количественной мерой потерь явля­ется коэффициент сопро­тивления качению f.

Физический смысл коэффициента сопротивления качению – это мощность в Ват­тах, теряемая при качении колеса, нагруженного верти­кальной силой в 1 Ньютон при скорости 1 м/c.

f = fc + fк = аш / r д + Мк (rд - rк) / Rz rд rк.

где fc = аш / rдсиловая составляющая коэффициента сопротивления каче­нию, характе­ризующая потери мощности из-за смещения нормальной реакции вперед на величину аш относительно центра пятна контакта;

fк = Мк (rд - rк) / Rz rд rккинематическая составляющая, характеризующая потери, связанные с уменьшением радиуса качения при увеличении пере­даваемого крутящего момента.

Поскольку на практике величину коэффициента сопротивления ка­чению опреде­ляют у ведомого колеса, к которому момент не подводится, можно считать f = fc.

Снос нормальной реакции Rz на величину аш вызван тем, что при деформации шины имеют место гистерезисные потери (внут­реннее трение в мате­риале шины). В ре­зультате эпюра нормальных реак­ций оказывается несимметричной относительно центра О1, а равнодействующая Rz – сме­щенной вперед на величину аш.

При качении жесткого колеса по деформируе­мой дороге снос нормальной реак­ции ад обусловлен невосстанавливаемой де­форма­цией опорной поверхности (остается колея). Поэтому ус­ловно снос нормальной реакции можно представить в виде двух со­ставляющих:

а = аш + ад.

Коэффициент сопротивления качению зависит от многих конструк­тивных и экс­плуатационных факторов: режима движения колеса; парамет­ров шины (материала, кон­струкции и состояния); типа и состояния дорож­ного покрытия; внутреннего давления воздуха в шине; нагрузки на колесо; скорости движения и др.

Часть факторов способствует увеличению коэффициента сопротив­ления качению, часть – его снижению.