Сила і коефіцієнт зчеплення колеса з дорогою
Абсолютно тверде колесо, перекочуючись абсолютно твердою поверхнею, дотикається до неї по прямій, паралельній осі колеса (рис. 7). На площину, перпендикулярну осі колеса, ця пряма проектується в точку, в якій поступальна швидкість колеса дорівнює нулю. Рис. 7. План швидкостей точок колеса На рисунку vк – поступальна швидкість осі колеса; vτ – відносна швидкість точки колеса відносно осі, vτ = ω∙rк В точці контакту В центрі колеса vк = vτ = ω∙rк При перекочуванні еластичного колеса його контакт з поверхнею дороги відбувається по площині. Якщо в одній з точок площини контакту поступальна швидкість колеса дорівнює нулю, то очевидно, що всі інші точки колеса в площині контакту мають ненульову швидкість, тобто проковзують відносно поверхні дороги. В цьому випадку швидкість осі колеса vк = vτ–vs, де vs – швидкість проковзування. Параметр називається коефіцієнтом поздовжнього ковзання. Величина поздовжньої реакції Rx, що виникає в контакті колеса з дорогою залежить від підведеного моменту: Збільшення моменту зумовлює зростання поздовжньої реакції, але після досягнення певного значення поздовжня реакція перестає зростати, оскільки шина ковзає відносно поверхні дороги, тобто втрачає зчеплення з дорогою. На плоскій твердій опорній поверхні зчеплення можна вважати аналогічним тертю ковзання. Для ґуми, як основного матеріалу шини, відомо, що в початковий момент ковзання сила тертя різко збільшується, а потім при підвищенні швидкості ковзання, зменшується. При сталому нормальному навантаженні на колесо залежність поздовжньої реакції Rx від коефіцієнта поздовжнього ковзання s відображається графіком (рис. 8). Рис. 8. Залежність поздовжньої реакції від проковзування Найбільше значення поздовжньої реакції, що діє в опорній площині, яке може бути реалізованим за умовою зчеплення колеса з дорогою, називається силою зчеплення колеса з дорогою: Рφ = Rxmax Найбільше значення питомої поздовжньої реакції в контакті колеса з дорогою називається коефіцієнтом зчеплення На твердих опорних поверхнях Rxmax досягається при 10…15% проковзуванні колеса, тобто при s = 0,1…0,15. До експлуатаційних чинників, що впливають на величину коефіцієнта зчеплення, належать: – тип і стан дороги; – знос протектора; – тиск повітря в шині; – нормальне навантаження на колесо. Значення коефіцієнта зчеплення на різних дорогах:
Виступи протектора шини при русі взаємодіють з нерівностями дороги. При зносі протектора ступінь цієї взаємодії зменшується, коефіцієнт зчеплення також зменшується. Значення коефіцієнта зчеплення залежить від величини площі контакту. Із збільшенням площі контакту шини з дорогою збільшується кількість мікронерівностей дороги, що взаємодіють з колесом, і коефіцієнт зчеплення збільшується. Зниження тиску повітря в шині спричиняє зростання деформації шини, а отже і збільшення площі контакту та коефіцієнта зчеплення. Збільшення нормального навантаження на колесо впливає на коефіцієнт зчеплення так само, як зменшення тиску повітря в шині. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|