Вопрос 13. Причины потерь мощности, связанные с качением.

Мерилом потерь, связанных с качением является коэффициент сопротивления качению f, который численно равен мощности в Вт, теряемой при качении колеса, нагруженного нормальной силой в 1Н при скорости 1 м/с.

Из формулы (7) видно, что потери мощности происходят из-за:

1. Продольного сноса нормальной реакции а , а или а.

2. Неравенства кинематического и динамического радиусов.

Причинами наличия сноса являются:

В 1-м случаеа -внутренние потери в материале шины, связанные с потерями в процессе сжатия-распрямления элементов шины в месте контакта колеса с дорогой, и в меньшей степени потери из-за трения элементов шины с дорогой. Несимметричность эпюры нормальных реакций при этом связана с тем, что элементарные нормальные реакции на набегающей части шины, больше элементарных нормальных реакций на сбегающей части.

Во 2-м случаеа -потери, связанные с пластической деформацией грунта, причина смещения несимметричность контактной поверхности и, как следствие, несимметричность нормальных реакций.

В 3-м случаеа –потери, связанные с внутренними потерями в шине и потерями на деформацию грунта.

Причинами неравенства динамического и кинематического радиусов являются:

В 1 случае r r из-за наличия зоны скольжения в задней части контакта. Скольжение элементов шины вызывает потери мощности, которые должны покрываться за счет мощности, подводимой к колесу.

Во 2-м случае изменение радиуса качения происходит в результате окружной деформации грунта и проскальзывания колеса относительно поверхности грунта.

В 3-м случае имеются потери мощности, связанные как с окружной деформацией шины, так и с деформацией дороги.

Т.о., в общем случае сопротивление качению обусловлено:

- гистерезисными потерями в материале шины;

- потерями на деформацию грунта;

- потерями на трение колеса о дорогу.

Например:

Ведомое колесо при качении по твердой дороге (85% - гистерезисные потери в шине; 10% - упругие деформации в материале дороги; 5%- потери связанные со скольжением контакта.