Главная | Обратная связь

Радіуси еластичного колеса

При коченні колеса дорогою відбувається деформація пневматичної оболонки і проковзування елементів протектора відносно опорної поверхні. З-за деформацій колеса під час руху його радіус постійно змінюється. Тому в теорії автомобіля розглядається ряд радіусів колеса (рис. 1).

Рис.1. Радіуси еластичного колеса: а – вільний; б – статичний; в – динамічний

Вільний радіус колеса r₀ – це радіус колеса у вільному ненавантаженому стані. Визначається як половина діаметра найбільшого січення бігової доріжки протектора колеса площиною, що перпендикулярна до його осі, при відсутності контакту колеса з опорною площиною.

Статичний радіус колеса r_c – це віддаль від осі колеса, навантаженого лише нормальною силою, до опорної поверхні. При дії нормальної сили відбувається деформація тієї частини шини, що стикається з поверхнею дороги, тому віддаль від осі колеса до дороги стає меншою за вільний радіус. Статичний радіус визначається або безпосереднім вимірюванням, або за формулою (при номінальних тиску повітря і навантаженні)

r_c = 0,5d + lh,

де d – діаметр обода, м;

l – коефіцієнт вертикальної деформації шини;

h – висота профілю шини при номінальних тиску і навантаженні.

Величина статичного радіуса залежить від тиску повітря в шині і від вертикального навантаження. При зростанні тиску статичний радіус збільшується, при рості навантаження зменшується.

Динамічний радіус колеса r_д – це віддаль від осі рухомого, навантаженого різними силами і моментами, колеса до поверхні дороги.

При коченні колеса по твердій опорній поверхні статичний і динамічний радіуси приблизно рівні, тому при наближених обчисленнях приймають r_д = r_с. Динамічний радіус збільшується із збільшенням кутової швидкості колеса і зменшується зі збільшенням передаваного крутного моменту, незалежно тягового чи гальмівного.

Кінематичний радіус (радіус кочення) колеса r_к – це радіус такого абсолютно твердого колеса, яке, котячись без проковзування, на даному відрізку шляху робить таку ж кількість обертів, як реальне еластичне колесо. Кінематичний радіус колеса є умовною величиною і реально не залежить від його розмірів. Він визначається як відношення поступальної швидкості колеса до кутової.

,

де v_к – поступальна швидкість колеса;

ω_к -- кутова швидкість колеса;

n – кількість обертів, зроблених колесом при проходженні відрізку s.

Кінематичний радіус колеса залежить від величини крутного моменту, підведеного до колеса (рис. 2).

Рис. 2. Залежність кінематичного радіуса від крутного моменту

На наведеному графіку "+Т" – момент, спрямований у бік обертання колеса, тобто тяговий момент; "–Т" – момент, спрямований в бік, протилежний обертанню колеса, тобто гальмівний момент.

В значному діапазоні значень моменту кінематичний радіус практично не змінюється або змінюється дуже мало. Загинання графіка означає блокування колеса при моменті –Т і буксування при моменті +Т. Справді, при великих значеннях гальмівного моменту колесо перестає обертатися, тобто його кутова швидкість w_к ®0, отже

При великих значеннях ведучого моменту колесо буксує, тобто його поступальна швидкість V_к®0, тому