Podczas toczenia opona jest poddawana działaniu sił odśrodkowych. Wielkość sił odśrodkowych zależy od prędkości toczenia, masy i wymiarów opony. Pod działaniem sit odśrodkowych opona nieznacznie zwiększa swoją średnicę. Testy wykazały, że gdy opona toczy się z prędkością 180-220 km/h, wysokość profilu wzrasta o 10-13% (wyniki testów opon w wyścigach motocyklowych).
Jednocześnie działanie sił odśrodkowych powoduje (dzięki zwiększeniu sztywności promieniowej opony) nieznaczne zwiększenie odległości osi koła od powierzchni nośnej (płaszczyzny drogi) przy jednoczesnym zmniejszeniu powierzchni kontakt opony z drogą. Odległość ta nazywana jest dynamicznym promieniem opony Ro, który jest większy niż promień statyczny Rc, czyli Ro>Rc.
Jednak przy prędkościach roboczych Ro jest praktycznie równe Rc.
Promień toczenia to stosunek prędkości liniowej koła do prędkości kątowej koła:
gdzie Rk – promień toczenia, m;
V - prędkość liniowa, m/s;
w - prędkość kątowa, rad/s.
opory toczenia
Ryż. Toczenie się opony po twardej nawierzchni
Podczas toczenia koła po twardej nawierzchni karkas opony podlega cyklicznym deformacjom. Przy wejściu w kontakt opona odkształca się i wygina, a przy wyjściu z kontaktu przywraca swój pierwotny kształt. Energia odkształcenia opony, która powstaje w momencie kontaktu elementów z nawierzchnią, jest wydawana na tarcie wewnętrzne między warstwami osnowy i poślizg w strefie kontaktu. Część tej energii jest zamieniana na ciepło i przekazywana do otoczenia. Ze względu na utratę energii mechanicznej, tempo przywracania pierwotnego kształtu opony, gdy elementy opony opuszczają kontakt, jest mniejsze niż tempo odkształcania się opony, gdy elementy wchodzą w kontakt. Z tego powodu reakcje normalne w strefie styku są nieco redystrybuowane (w porównaniu z nieruchomym kołem), a wykres rozkładu sił normalnych przyjmuje postać pokazaną na rysunku. Wypadkowa reakcji normalnych, równa co do wielkości promieniowemu obciążeniu opony, przesuwa się do przodu względem pionu przechodzącego przez oś koła o pewną wartość a („dryft” reakcji promieniowej).
Moment powstały w wyniku reakcji promieniowej wokół osi koła nazywany jest momentem oporu toczenia:
W warunkach ustalonego ruchu (ze stałą prędkością toczenia) koła napędzanego działa moment równoważący moment oporu toczenia. Ten moment tworzą dwie siły – pchanie
siła P i reakcja pozioma drogi X:
M = XRd = PRd,
gdzie P jest siłą pchającą;
X - reakcja pozioma drogi;
Rd - promień dynamiczny.
PRd = Qa - warunek ruchu ustalonego.
Stosunek siły pchającej P do reakcji promieniowej Q nazywany jest współczynnikiem oporu toczenia k.
Oprócz opony na współczynnik oporu toczenia istotny wpływ ma jakość nawierzchni drogi.
Moc Nk wydatkowana na toczenie napędzanego koła jest równa iloczynowi siły oporu toczenia Pc i liniowej prędkości toczenia V:
Rozwijając to równanie, możemy napisać:
Nk = N1 + N2 + N3 - N4,
gdzie N1 to moc zużyta na odkształcenie opony;
N2 to moc wydatkowana na poślizg opony w strefie kontaktu;
N3 - moc zużywana na tarcie w łożyskach kół i opór powietrza;
N4 to moc wytwarzana przez oponę podczas przywracania jej kształtu w momencie, gdy elementy opuszczą kontakt.
Strata mocy toczenia koła wzrasta znacznie wraz ze wzrostem prędkości toczenia, ponieważ w tym przypadku energia odkształcenia wzrasta, aw konsekwencji większość energii jest zamieniana na ciepło.
Wraz ze wzrostem ugięcia gwałtownie wzrasta odkształcenie osnowy i bieżnika opony, tj. Straty energii z powodu histerezy.
Jednocześnie wzrasta wytwarzanie ciepła. Wszystko to ostatecznie prowadzi do wzrostu mocy zużywanej na toczenie opony.
Testy wykazały, że toczenie opony motocyklowej w warunkach koła napędzanego (na gładkim bębnie) zużywa od 1,2 do 3 litrów energii. Z. (w zależności od rozmiaru opon i prędkości toczenia).
Tym samym całkowite straty z opon są bardzo znaczne i współmierne do mocy silnika motocykla.
Oczywiste jest, że rozwiązanie problemu zmniejszenia mocy zużywanej na toczące się opony motocyklowe ma wyjątkowe znaczenie. Zmniejszenie tych strat nie tylko zwiększy trwałość ogumienia, ale znacznie wydłuży żywotność silnika i zespołów motocyklowych, a także pozytywnie wpłynie na efektywność paliwową silników.
Badania przeprowadzone podczas tworzenia opon typu P wykazały, że straty mocy podczas toczenia opon tego typu są znacznie mniejsze (o 30-40%) niż opon o standardowej konstrukcji.
Dodatkowo straty zmniejszają się, gdy opony są przenoszone na dwuwarstwowy karkas wykonany z kordu 232 CT.
Szczególnie ważne jest zminimalizowanie strat mocy podczas toczenia opon motocykli wyścigowych, ponieważ podczas jazdy z dużą prędkością straty opon wynoszą 30% w stosunku do całkowitego zużycia energii na ruch. Jednym ze sposobów na ograniczenie tych strat jest zastosowanie w karkasie opon wyścigowych nylonowej kordy 0,40 K. Dzięki zastosowaniu takiej kordy zmniejszono grubość karkasu, zmniejszono wagę opony, stała się ona bardziej elastyczny, mniej podatny na ciepło.
Charakter rzeźby bieżnika ma ogromny wpływ na współczynnik oporu toczenia opony.
Aby zmniejszyć energię generowaną podczas kontaktu elementów z drogą, masa bieżnika opon wyścigowych jest maksymalnie zmniejszona. Jeśli opony drogowe mają głębokość bieżnika 7-9 mm, to dla opon wyścigowych jest to 5 mm.
Dodatkowo rzeźba bieżnika opon wyścigowych jest wykonana w taki sposób, aby jej elementy zapewniały jak najmniejszy opór podczas toczenia się opony.
Z reguły wzór bieżnika opon przednich (napędzanych) i tylnych (napędzanych) kół motocykla jest inny. Dzieje się tak, ponieważ zadaniem opony przedniego koła jest zapewnienie niezawodnego prowadzenia, a tylnego koła przenoszenie momentu obrotowego.
Występy na przednich oponach pomagają zmniejszyć straty toczenia oraz poprawić prowadzenie i stabilność, zwłaszcza podczas pokonywania zakrętów.
Ryż. Krzywe zależności strat mocy od prędkości toczenia: 1 - rozmiar opony 80-484 (3,25-19), model L-130 (szosa); 2 - rozmiar opony 85-484 (3,25-19) model L-179 (na tylne koło motocykli szosowych)
Zygzakowaty wzór bieżnika tylnego koła zapewnia niezawodne przenoszenie momentu obrotowego, a także zmniejsza straty toczenia. Wszystkie powyższe środki generalnie pozwalają na znaczne ograniczenie strat mocy podczas toczenia opony. Wykres przedstawia krzywe utraty mocy przy różnych prędkościach dla opon szosowych i wyścigowych. Jak widać na rysunku, opony wyścigowe mają mniejsze straty w porównaniu z oponami szosowymi.
Ryż. Pojawienie się „fali”, gdy opona toczy się z prędkością krytyczną: 1 - opona; 2 - stanowisko do testowania bębnów
Krytyczna prędkość toczenia opony
Kiedy prędkość toczenia opony osiąga pewien limit, utrata mocy toczenia gwałtownie wzrasta. Współczynnik oporu toczenia zwiększa się około 10-krotnie.
Na powierzchni bieżnika opony pojawia się „fala”. Ta „fala”, pozostając nieruchoma w przestrzeni, porusza się wzdłuż osnowy opony z prędkością jej obrotu.
Powstanie „fali” prowadzi do szybkiego zniszczenia opony. W obszarze bieżnik-osnowa temperatura gwałtownie wzrasta, ponieważ tarcie wewnętrzne w oponie staje się bardziej intensywne, a siła wiązania między bieżnikiem a osnową maleje.
Pod działaniem sił odśrodkowych, których wielkość jest znaczna przy dużych prędkościach toczenia, następuje oddzielenie odcinków bieżnika lub elementów wzoru.
Prędkość toczenia, przy której pojawia się „fala”, uważana jest za krytyczną prędkość toczenia się opony.
Z reguły podczas toczenia z prędkością krytyczną opona psuje się po przejechaniu 5-15 km.
Wraz ze wzrostem ciśnienia w oponach wzrasta prędkość krytyczna.
Jednak praktyka pokazuje, że podczas SHKH prędkość motocykli w niektórych obszarach jest o 20-25% wyższa niż prędkość krytyczna opon określona na stanowisku (gdy opona toczy się po bębnie). W takim przypadku opony nie ulegają zniszczeniu. Wyjaśnia to fakt, że podczas toczenia po płaszczyźnie odkształcenie opony jest mniejsze (w tym samym trybie) niż podczas toczenia po bębnie, a co za tym idzie, prędkość krytyczna jest wyższa. Ponadto czas jazdy motocyklem z prędkością przekraczającą prędkość krytyczną opon jest pomijalny. W takim przypadku opona jest dobrze chłodzona przez nadciągający strumień powietrza. Pod tym względem charakterystyka techniczna sportowych opon motocyklowych przeznaczonych do GCS pozwala na krótkotrwałe przekroczenie prędkości w określonych granicach.
Toczenie się opon w warunkach jazdy i hamowania kół. Toczenie się opony w warunkach koła napędowego następuje, gdy na koło zostanie przyłożony moment obrotowy Mkr.
Schemat sił działających na koło napędowe pokazano na rysunku.
Ryż. Schemat sił działających na oponę koła napędowego podczas toczenia
Moment obrotowy Mcr jest przykładany do koła obciążonego pionową siłą Q.
Reakcja drogi Qp, równa co do wartości obciążeniu Q, jest przesunięta względem osi koła o pewną odległość a. Siła Qp tworzy moment toczenia Ms:
Torque Mkr tworzy sito trakcyjne Rt:
Rt \u003d Mkr / Rk
gdzie Rk jest promieniem toczenia.
Gdy opona toczy się w warunkach koła napędowego, pod działaniem momentu obrotowego następuje redystrybucja sił stycznych w styku.
W przedniej części styku w kierunku ruchu siły styczne rosną, w tylnej części maleją. W tym przypadku wypadkowa sił stycznych X jest równa sile pociągowej Pt.
Moc wydatkowana na toczenie koła napędowego jest równa iloczynowi momentu obrotowego Мcr i prędkości kątowej Wк obrotu koła:
To równanie jest ważne tylko wtedy, gdy nie ma poślizgu w kontakcie.
Jednak siły styczne powodują, że elementy rzeźby bieżnika ślizgają się względem jezdni.
Z tego powodu rzeczywista wartość prędkości ruchu postępowego koła Ud jest nieco mniejsza od teoretycznej Vt.
Stosunek rzeczywistej prędkości jazdy Vd do teoretycznej Vt nazywany jest sprawnością koła, która uwzględnia utratę prędkości spowodowaną poślizgiem opony względem jezdni.
Wielkość poślizgu a można oszacować za pomocą następującego wzoru:
Oczywiście wartość rzeczywistej prędkości Vd może zmieniać się od Vt do 0, tj.:
Intensywność poślizgu zależy od wielkości sił stycznych, które z kolei są określone przez wielkość momentu obrotowego.
Wcześniej pokazane:
Mcr = XRk;
X \u003d Pt \u003d Qv,
gdzie v jest współczynnikiem przyczepności opony do drogi.
Gdy moment obrotowy wzrośnie do pewnej wartości przekraczającej wartość krytyczną, wartość wypadkowych sił stycznych X staje się większa od wartości dopuszczalnej i opona całkowicie ślizga się względem jezdni.
Istniejące opony motocyklowe w zakresie obciążenia roboczego mogą przenosić moment obrotowy 55-75 kgf * m bez pełnego poślizgu (w zależności od rozmiaru opony, obciążenia, ciśnienia itp.).
Podczas hamowania motocykla siły działające na oponę mają podobny charakter do sił, które występują podczas pracy opony w warunkach koła napędowego.
Kiedy moment hamowania Mt jest przykładany do koła, siły styczne są redystrybuowane w strefie kontaktu. Największe siły styczne występują z tyłu styku. Wypadkowa sił stycznych pod względem wielkości i kierunku pokrywa się z siłą hamowania T:
Wraz ze wzrostem momentu hamowania Mt powyżej pewnej wartości krytycznej, siła hamowania T staje się większa niż siła przyczepności opony do drogi (T>Qv) i w kontakcie rozpoczyna się całkowity poślizg, występuje zjawisko poślizgu.
Podczas hamowania do poślizgu w strefie kontaktu temperatura bieżnika wzrasta, współczynnik przyczepności spada, a zużycie rzeźby bieżnika gwałtownie wzrasta. Zmniejsza się skuteczność hamowania (wydłuża się droga hamowania).
Najskuteczniejsze hamowanie występuje przy wartościach siły hamowania T, zbliżonych wielkością do siły przyczepności opony do drogi.
Dlatego, gdy kierowca wykorzystuje właściwości dynamiczne motocykla, w celu zmniejszenia zużycia opon, na koło napędowe musi zostać doprowadzony moment obrotowy, który zapewnia najmniejszy poślizg opony względem jezdni.
Podczas toczenia elastycznego (odkształconego) koła pod wpływem czynników siłowych dochodzi do stycznego odkształcenia opony, w którym zmniejsza się rzeczywista odległość od osi obrotu koła do powierzchni nośnej. Ta odległość nazywa się promień dynamiczny r d koła. Jego wartość zależy od wielu czynników konstrukcyjnych i eksploatacyjnych, takich jak sztywność opony i ciśnienie w niej panujące, masa pojazdu przypadająca na jedno koło, prędkość, przyspieszenie, opory toczenia itp.
Promień dynamiczny maleje wraz ze wzrostem momentu obrotowego i spadkiem ciśnienia w oponach. Wartość r & D nieznacznie wzrasta wraz ze wzrostem prędkości pojazdu ze względu na wzrost sił odśrodkowych. Promień dynamiczny koła jest ramieniem przyłożenia siły pchającej. Dlatego też jest tzw promień mocy.
Toczeniu się koła sprężystego po twardym podłożu (np. po asfaltowej lub betonowej autostradzie) towarzyszy pewien poślizg elementów bieżnika koła w strefie jego styku z jezdnią. Wynika to z różnicy długości stykających się odcinków koła i drogi. Zjawisko to nazywa się elastyczny poślizg opony, w przeciwieństwie do poślizg(poślizg), gdy wszystkie elementy bieżnika są przesunięte względem powierzchni nośnej. Nie byłoby sprężystego poślizgu, gdyby te przekroje były absolutnie równe. Ale jest to możliwe tylko wtedy, gdy koło i droga stykają się po łuku. W rzeczywistości kontur łożyska zdeformowanego koła styka się z płaską powierzchnią nieodkształconej drogi i poślizg staje się nieunikniony.
Aby uwzględnić to zjawisko, w obliczeniach stosuje się pojęcie. promień kinematyczny koła ( promień toczenia) r do. Zatem obliczony promień toczenia R k jest takim promieniem fikcyjnego niezdeformowany koło, które przy braku poślizgu ma takie same liniowe (translacyjne) prędkości toczenia jak prawdziwe (zdeformowane) koło w i obrotu kątowego ω do. Czyli wartość r do charakteryzuje warunkowy promień, który służy do wyrażenia obliczonej zależności kinematycznej między prędkością ruchu w prędkość pojazdu i koła ω do:
Cechą promienia toczenia koła jest to, że nie można go zmierzyć bezpośrednio, ale określa się go tylko teoretycznie. Jeśli przepiszemy powyższy wzór jako:
, (τ
- czas)
następnie z wynikowego wyrażenia jest jasne, że aby określić wartość R można obliczyć. Aby to zrobić, musisz zmierzyć ścieżkę S, przeszedł przez koło dla N obrotów i podzielić przez kąt obrotu koła ( φ do = 2pn).
Wielkość poślizgu sprężystego wzrasta wraz ze wzrostem sprężystości (podatności) opony i sztywności drogi lub odwrotnie, wraz ze wzrostem sztywności opony i miękkości drogi. Na miękkiej drodze gruntowej zwiększone ciśnienie w oponach zwiększa straty wynikające z deformacji podłoża. Zmniejszenie ciśnienia wewnętrznego w oponie pozwala na miękkich glebach ograniczyć ruch cząstek gleby i deformację jej warstw, co prowadzi do zmniejszenia oporów toczenia i zwiększenia drożności.
Jednak na twardym podłożu przy niskim ciśnieniu dochodzi do nadmiernego ugięcia opony wraz ze wzrostem tarcia tocznego ramienia. A. Kompromisowym rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie opon z regulowanym ciśnieniem wewnętrznym.
W praktycznych obliczeniach promień toczenia koła szacuje się według przybliżonego wzoru:
R k \u003d (0,85 ... 0,9) R 0 (tutaj R 0 - promień wolnego koła).
W przypadku dróg utwardzonych (ruch kół przy minimalnym poślizgu) weź: R k = r & D.
Dzień dobry drodzy czytelnicy. Dzisiaj chcę od razu odpowiedzieć na wiele pytań związanych z rozmiarami kół. Wielu moich czytelników nie rozumie, co one oznaczają i dlaczego w ogóle są potrzebne! Dzisiaj postaram się w prostym i zrozumiałym języku wytłumaczyć co oznaczają wymiary gumy na autach...
Wymiary gumowego koła zawierają wiele przydatnych informacji, wystarczy umieć się z nimi zapoznać. Bez tych informacji nie będziesz w stanie dobrać odpowiednich opon do swojego auta, po prostu nie będą pasować rozmiarowo. Chociaż teraz na korpusach wielu marek znajdują się specjalne tabliczki z zaleceniami, po prostu je czytasz i idziesz do sklepu, aby kupić te same. Jednak nie zawsze takie tabliczki są i trzeba samemu określić wymiary opon! Małe wyjaśnienie, będę mówić tylko o ogólnych wymiarach, było już wiele artykułów o innych cechach, linki na pewno będą poniżej.
Opowiem o nich na przykładzie moich kół zimowych KAMA EURO 519, należy zaznaczyć, że w niczym nie ustępują one swoim zagranicznym odpowiednikom. Przeczytaj informacje.
Na początek ogólne wymiary
Mam rozmiar koła R16 205/55 , są to tak zwane wymiary gabarytowe. Guma jest uważana za niskoprofilową (więcej).
Słynny list R
Wielu błędnie myśli (szczerze mówiąc, też tak myślałem), że pierwsza angielska litera R oznacza skrót „PROMIEŃ”! Ale nie jest! Litera R oznacza oponę radialną, przeczytaj artykuł -. Jest to taka metoda łączenia gumy i metalowego sznurka podczas produkcji. Oczywiście można spotkać również literę D z przodu (po przekątnej), ale takie oznaczenie jest obecnie naprawdę rzadkie. W rzeczywistości ta litera nie ma nic wspólnego z rozmiarem. Idźmy dalej...
Średnica dysku
Druga liczba (w tym przypadku mamy 16) wskazuje średnicę otworu w gumce, czyli na jaki krążek można tą gumkę założyć. Mamy 16, co oznacza, że ma 16 cali! Pamiętaj, że rozmiar ten podawany jest zawsze w calach (1 cal = 25,4 mm). jeśli wybijemy nasz rozmiar, okaże się - 16 X 25,4 mm = 406,4 mm. Tarcza nie może być większa ani mniejsza niż średnica koła, po prostu nie da się jej założyć. Oznacza to, że jeśli guma ma 16 (406,4 mm), to dysk powinien mieć 16 (406,4 mm).
Szerokość
Duża liczba prawie zawsze charakteryzuje szerokość. W tym przypadku liczba ta wynosi 205. Jest mierzona w milimetrach, czyli szerokość mojego koła wynosi 205 mm. Im szersza guma, tym szerszy tor, odpowiednio, zwiększa się drożność i przyczepność.
Wysokość przewodu
Jest to mniejsza liczba stosowana przez ułamek. W moim przypadku jest to 55, mierzone jako procent szerokości (większej liczby). Co to znaczy? Aby znaleźć wysokość (w moim przypadku) musisz obliczyć 55% z 205 mm. Tak się okazuje:
205 X 0,55 (55%) = 112,75 mm
Jest to wysokość sznurka naszej gumy, również ważny wskaźnik, patrz rysunek.
Całkowita wysokość koła
Obliczmy całkowitą wysokość mojego koła. Co się dzieje.
Linka gumowa 112,75 X 2 (ponieważ wysokość jest po obu stronach, na górze i na dole) = 225,5 mm
Pod dyskiem 16 cali = 406,4
Razem - 406,4 + 225,5 = 631,9
Tak więc moje koło ma nieco ponad pół metra wysokości, czyli 0,631 metra
Przyjrzyjmy się najpopularniejszym oponom, które są używane przez większość samochodów, jest ich trzy - są to R13, R14 i R15
Rozmiary oponR13
Najczęstszym ze wszystkich jestR13175/70 takie są instalowane w wielu modelach krajowego VAZ (chociaż teraz się oddala).
Co się dzieje:
R13 - średnica 13 cali (pomnożyć przez 25,4) = 330,2 mm
Szerokość 175
Wzrost - 70% ze 175 = 122,5
Razem - (122,5 X 2) + 330,2 \u003d 574,2 mm
Rozmiary oponR14
Jednym z najczęstszych jestR14175/65 są również instalowane w krajowych modelach VAZ z ostatnich lat produkcji, takich jak Priora, Kalina, Grant, a także w niektórych niedrogich (popularnych) samochodach zagranicznych - na przykład Renault Logan, Kia RIO, Hyundai Solaris, itp.
Co się dzieje:
R14 — średnica 14 cali (pomnożyć przez 25,4) = 355,6 mm
Szerokość - 175
Wzrost - 65% ze 175 = 113,75
Wymiary całkowite - (113,75 X 2) + 355,6 mm = 583,1 mm
Rozmiary oponR15
Najczęstszym przykładem jest -R15 195/65, montowany w wielu samochodach klasy zagranicznej (folk), ale w wysokich wersjach wyposażenia.
Co się dzieje:
R15 - średnica 15 cali (pomnożyć przez 25,4) = 381 mm
Szerokość 195
Wzrost - 65% ze 195 = 126,75
Razem - (126,75 X 2) + 381 \u003d 634,5 mm
Jak widać, obliczenie rozmiaru gumy nie jest takie trudne.
Oczywiście na kole są jeszcze inne przydatne informacje, o których pisałem już poniżej. Dla ciebie wymienię punkty, przeczytaj przydatne i interesujące:
Ogólnie przeczytaj nagłówek - jest tam dużo więcej informacji. Jak widać, wszystkie te informacje można odczytać z opony, czasem aż nie chce się w to wierzyć!
Ogólnie rzecz biorąc, koło samochodowe składa się ze sztywnej obręczy, elastycznych ścian bocznych i odcisku styku. Ślad styku opony to elementy opony stykające się z powierzchnią nośną w rozpatrywanym momencie. Jego kształt i wymiary zależą od typu opony, obciążenia opony, ciśnienia powietrza, właściwości odkształceniowych powierzchni nośnej oraz jej profilu.
W zależności od stosunku odkształceń koła i powierzchni nośnej możliwe są następujące rodzaje ruchu:
Elastyczne koło na nieodkształcalnej nawierzchni (ruch koła na utwardzonej drodze);
Sztywne koło na odkształcalnej powierzchni (ruch koła na luźnym śniegu);
Odkształcalne koło na odkształcalnej powierzchni (ruch koła na odkształcalnej glebie, luźny śnieg przy obniżonym ciśnieniu powietrza).
W zależności od trajektorii możliwe są ruchy prostoliniowe i krzywoliniowe. Zauważ, że opór ruchu krzywoliniowego przewyższa opór ruchu prostoliniowego. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku pojazdów trzyosiowych z równoważącym tylnym wózkiem. Tak więc, gdy pojazd trzyosiowy porusza się po trajektorii o minimalnym promieniu po drodze o wysokim współczynniku przyczepności, ślady opon pozostają, z rury wydechowej wydobywa się czarny dym, a zużycie paliwa gwałtownie wzrasta. Wszystko to jest konsekwencją kilkukrotnego wzrostu oporów ruchu krzywoliniowego w stosunku do ruchu prostoliniowego.
Poniżej rozważymy promienie elastycznego koła dla konkretnego przypadku - przy prostoliniowym ruchu koła na nieodkształcalnej powierzchni nośnej.
Istnieją cztery promienie kół samochodów:
1) bezpłatny; 2) statyczny; 3) dynamiczny; 4) promień toczenia koła.
Wolny promień koła - charakteryzuje rozmiar koła w stanie nieobciążonym przy nominalnym ciśnieniu powietrza w oponie. Promień ten jest równy połowie zewnętrznej średnicy koła.
r do = 0,5 re n ,
Gdzie rc jest promieniem swobodnym koła wm;
D n- średnicę zewnętrzną koła w m, którą określa się doświadczalnie przy braku kontaktu koła z drogą oraz nominalnego ciśnienia powietrza w oponie.
W praktyce promień ten jest wykorzystywany przez projektanta do określenia gabarytów samochodu, szczelin między kołami oraz karoserii wraz z jej kinematyką.
Statyczny promień koła - odległość od powierzchni łożyska do osi obrotu koła w miejscu. Określone eksperymentalnie lub obliczone według wzoru
r st \u003d 0,5 re + l z H,
Gdzie r ul jest statycznym promieniem koła w m;
D- średnica podestu obręczy koła w m;
z- współczynnik pionowego odkształcenia opony. Akceptowane dla opon toroidalnych l z =0,85…0,87; do opon z regulowanym ciśnieniem z=0,8…0,85;
H to wysokość profilu opony w m.
Dynamiczny promień koła r & D- odległość od powierzchni nośnej do osi obrotu koła podczas ruchu. Gdy koło porusza się po twardej powierzchni nośnej z małą prędkością w trybie napędzanym,
r st » r re .
Promień toczenia koła r k jest torem, po którym porusza się środek koła, gdy obraca się ono o jeden radian. Określone przez formułę
r do = ,
Gdzie S- droga przebyta przez koło w jednym obrocie wm;
2p to liczba radianów w jednym obrocie.
Gdy koło się toczy, może być poddane działaniu momentu obrotowego M kr i hamować M chwile. W tym przypadku moment obrotowy zmniejsza promień toczenia, a moment hamowania go zwiększa.
Kiedy koło ślizga się, gdy jest ścieżka i nie ma obrotu koła, promień toczenia dąży do nieskończoności. Jeśli poślizg występuje w miejscu, wówczas promień toczenia wynosi zero. Dlatego promień toczenia koła zmienia się od zera do nieskończoności.
Eksperymentalną zależność promienia toczenia od przyłożonych momentów przedstawiono na rys. 3.1. Zaznaczmy na wykresie pięć charakterystycznych punktów: 1,2,3,4,5.
Punkt 1 - odpowiada ruchowi koła w poślizgu podczas przykładania momentu hamowania. Promień toczenia w tym punkcie dąży do nieskończoności. Punkt 5- odpowiada ślizganiu się koła po przyłożeniu momentu obrotowego. Promień toczenia w tym punkcie zbliża się do zera.
Sekcja 2-3-4 jest warunkowo liniowa, a punkt 3 odpowiada promieniowi r ko gdy koło toczy się w trybie napędzanym.
Ryc.3.1. Zależność r do = f (M).
Promień toczenia koła w tym odcinku liniowym jest określony wzorem
r do = r do ± l T M,
Gdzie l m jest współczynnikiem sprężystości stycznej opony;
M- moment obrotowy przyłożony do koła w Nm
Weź znak „+”, jeśli na koło przykładany jest moment hamujący, a znak „-”, jeśli przykładany jest moment obrotowy.
W rozdziałach 1-2 i 4-5 nie ma zależności do określenia promienia tocznego koła.
Dla wygody prezentacji materiału w przyszłości wprowadzimy pojęcie „promień koła” r do mając na uwadze, że: jeżeli wyznaczy się parametry kinematyki samochodu (tor, prędkość, przyspieszenie), to przez promień koła rozumie się promień toczenia koła; jeżeli określone są parametry dynamiczne (siła, moment), to promień ten jest rozumiany jako promień dynamiczny koła r & D. Uwzględniając dalej przyjęty promień dynamiczny i promień toczenia zostaną oznaczone r do ,
Niektóre rzeczy brzmią nudno i trudno je zapamiętać, ale trzeba je znać. Szczególnie dla miłośników samochodów. Zwłaszcza ci, którzy uważają się za ekspertów i mają własne zdanie na każdą okazję. Diabeł tkwi w szczegółach, a ten artykuł dotyczy jednego z nich.
Opona nie ma promienia
Wielu ludzi nawet nie rozumie, do czego zmierzam. „Cóż, promień, więc co? Mam koła 195-65R15, promień 15, wszystko jest napisane, co ty próbujesz być mądry?! Oto, co myślę. R15 nie ma nic wspólnego z promieniem. Ani R, ani 15.
Teraz w Internecie można znaleźć wiele informacji, tylko takie drobiazgi, jak oznakowanie opon samochodowych, nie należą do najpopularniejszych. Lepiej przedyskutujmy moc silnika lub liczbę „bułek” w kabinie, prawda? A wybór kół pozostawiamy kierownikowi sklepu. Lub zapytaj znajomego. On na pewno wie! Ma już trzeci samochód!
W rzeczywistości zrozumienie tych nudnych liczb nie zaszkodzi, nawet dla ogólnego rozwoju. Co więcej, pomoże to zaoszczędzić pieniądze i wpłynie na zachowanie samochodu, ale o tym później. Póki co - program czysto edukacyjny, aby później można było się dobrze zrozumieć.
Więc 195/65R15. Klasyczny przypadek. Przykucnij obok swojego samochodu. Pierwsza liczba to szerokość części jezdnej opony, z grubsza mówiąc, szerokość bieżnika. Wyrażone w milimetrach. To jest 195mm. to szerokość twojego koła. Przy zrozumieniu tej liczby większość problemów nie jest.
Poprzez ułamek 65 jest wartością profilu. Wyrażona jako procent szerokości. Nie w milimetrach! Profil to część opony, która wystaje ponad obręcz. Ściana boczna. Oznacza to, że wysokość tej ściany bocznej wyniesie 195x65% = 125,75 mm. Nie 65 mm. A nie coś innego. Co więcej, z tego schematu jasno wynika, że wysokość 65% przy szerokości 195 będzie wynosić jeden, a jeśli opona będzie oznaczona (warunkowo) 225/65R15, będzie zupełnie inaczej! 225x65% = 146,25 mm. Chociaż liczby 65 są takie same!
R oznacza radialną konstrukcję opony, a dokładniej sposób ułożenia w niej metalowego kordu. Konstrukcja opony była kiedyś diagonalna, ale to było dawno temu. Teraz prawie nigdy nie widzisz opon „diagonalnych”, wszystkie są całkowicie radialne, a litera R nikomu nic nowego nie powie, wywoła jedynie spory o notoryczny promień…
I wreszcie liczba 15. To jest średnica. Średnica części lądowania opony, średnica wewnętrzna, część, która styka się z tarczą. Wyrażone w calach. 1 cal \u003d 2,54 cm, czyli 15x2,54 \u003d 38,1 cm Jest to również zewnętrzna średnica dysku, jeśli ktoś nie zgadł ...
Jakie opony można, a jakich nie wolno montować?
A potem zaczyna się zabawa. Możemy pobawić się tymi liczbami jeśli chcemy założyć inne opony (felgi) na samochód. Idealnie najważniejsze jest to, że ogólna średnica nie różni się lub nieznacznie się różni. Przykład.
Koło 195 / 65R15 ma następującą średnicę całkowitą: 38,1 cm - wewnątrz plus 125,75 mm x2 \u003d 251,5 mm (jest profil zarówno powyżej, jak i poniżej). Przeliczając dla uproszczenia na centymetry, otrzymujemy 38,1 cm + 25,15 cm = 63,25 cm. To jest całkowita średnica koła.
Teraz, jeśli chcesz założyć inne koła, właściciel samochodu musi zrozumieć, co następuje: producenci samochodów rozumieją tę liczbę w taki sam sposób jak my. Biorąc pod uwagę średnicę koła, zaprojektowano zawieszenie, układ hamulcowy i nadwozie. Dlatego w przypadku tego samego modelu samochodu (na przykład sedana Volkswagen Polo) oficjalnie dozwolone są trzy rozmiary kół. Najprostsza wersja zawiera opony 175/70R14 (całkowita średnica 60,06 cm), 185/60R15 (60,3 cm) i 195/55R15 (59,55 cm).
Okazuje się, że „koło o 14” to WIĘCEJ, choć nieznacznie, niż koło o 15 w przypadku 195/55. To na postawione powyżej pytanie, jak założyć więcej kół na zimę… Musisz wszystko dokładnie obliczyć. Czy większa liczba średnic oznacza również ogólnie większy rozmiar koła? Nie zawsze.