Сопротивление качению колеса на деформируемой поверхности

При движении по твердой опорной поверхности происходит деформация только шины. За счет трений в резино-кордной оболочке, резине протектора и в контакте колеса с опорной поверхностью происходит сдвиг нормальных реакций по направлению движения. Эти три вида трений вызывают гистерезисные потери в шине и учитываются коэффициентом сопротивления качению f.

В отличие от твердой поверхности на деформируемой происходит деформация шины и опорной поверхности, а коэффициент сопротивления качению определяется по формуле

, (10.6)

где f_ш - коэффициент сопротивления шины, вызванный гистерезисными потерями в шине. Определяется экспериментально при качении колеса по твердой опорной поверхности;

f_г - коэффициент сопротивления качению от деформации грунта, который представляет частное от деления силы сопротивления грунта качению

колеса и нормальной реакции опорной поверхности R_z, равен

,

где b - ширина поверхности контакта;

р_г - давление на грунт;

h_г - глубина погружения;

f_л - коэффициент сопротивления качению от прилипания грунта

,

где b, l - ширина и длина зоны контакта;

р_л - удельная сила прилипания грунта к колесу;

f_б - коэффициент сопротивления качению от сдвига грунта вперед

(от силы бульдозерного сопротивления)

,

где b - ширина колеи;

h_г - деформация грунта;

Р_от - удельное сопротивление грунта горизонтальному смещению вперед (давление отпора). Заметим, что произведение bh_г = А являетсяпроекцией передней части колеса, погруженной в грунт, на поперечную плоскость колеса.

Давление отпора Р_от рекомендуется определять по эмпирической формуле

,

где r_г - плотность грунта; h_г - деформация грунта;

с₀, j₀ - коэффициент внутреннего сцепления и угол внутреннего трения;

f_э -коэффициент сопротивления качению от экскавационного погружения. В общем случае движение колеса по деформируемой поверхности сопровождается скольжением (буксованием), что вызывает погружение колеса в грунт (экскавационное погружение). Коэффициент экскавационного погружения определяется по эмпирической формуле

,

где m, с_г - безразмерные коэффициенты грунта; h_гр, l_гр , b_гр - высота, шаг, ширина грунтозацепов; S_б - коэффициент буксования; D_н - наружный диаметр колеса; h_z - нормальная деформация шины; b - ширина колеи.

В качестве примера, ниже приведены экспериментальные значения коэффициентов сопротивления качению для некоторых деформируемых поверхностей

Грунтовая дорога: f

сухая 0,025... 0,035

после дождя 0,05... 0,15

стерня 0,08... 0,1

глина 0,1... 0,3

песок сухой 0,1... 0,3

Литература

1.Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств.- М.: Машиностроение, 1984.-272 с., с.-214…216.

2. Гришкевич А.И. Автомобили:Теория.-Минск: Вышэйш. Шк.,1986.-240 с.,

с.-168…169

3. Барахтанов Л.В., Беляков В.В., Кравец В.Н. Проходимость автомобиля.-Н.Новгород,1996. –198 с.,с.-42…74

4. Кошарний М.Ф. Основи механіки та енергетики автомобіля.-Київ: Вища шк.,1992.-200с., с.-170-174.

Контрольные вопросы

1. Как влияет давление воздуха в шине на размеры контактного отпечатка?

2. Какие силы возникают между выступами рисунка протектора и опорной поверхностью?

3. Какие силы возникают между поверхностью, попавшей между выступами рисунка протектора?

4. Каково влияние сил внутреннего сцепления и внутреннего трения на величину сил сдвига грунта?

5. Чем обусловлен коэффициент сопротивления качению шины на твердой и деформируемой поверхностях?