У колеса, снабженного эластичной шиной, под действием боковой силы происходит боковая деформация элементов, расположенных между контактной площадкой и ободом. В результате этого катящееся колесо движется одновременно со скоростями Vx (в плоскости вращения) и Vy (перпендикулярно этой плоскости). Вектор скорости Vк колеса, равный геометрической сумме скоростей Vx и Vу, отклоняется от плоскости вращения на некоторый угол d.
Отклонение вектора скорости эластичного колеса от плоскости его вращения при действии любой по величине боковой силы называется явлением бокового увода (или просто уводом), а угол между этим вектором и плоскостью вращения – углом увода.
Скольжение в контакте не изменяет формы траектории установившегося качения колеса с уводом, но влияет на соотношение между боковой силой Py и обусловленным ею углом увода. На экспериментально полученной кривой зависимости Ру от d (рис. 1) можно условно выделить три участка. При изменении d от нуля до некоторого значения, различного для разных шин, нормальных нагрузок и коэффициентов трения между шиной и опорной поверхностью, зависимость Py от d почти линейна (участок ob)
Pу = Kу x d
Этот участок соответствует значениям Ру, при которых зона скольжения мала.
Коэффициент Кy называется коэффициентом сопротивления уводу. Он равен боковой силе, вызывающей увод с углами d = 1° (d = 1 рад) и выражается в Н / ° (Н / рад).
Участок bс соответствует значениям Ру, при которых скольжение происходит на значительной части контактной площадки, тем большей, чем больше d. В точке с сила Ру достигает значения, максимально возможного по условиям сцепления, а на участке cd определяется равенством
Pуmax = Rz x jy,
где Rz – радиальная нагрузка на колесе; jy – коэффициентом поперечного сцепления.
Условно на участке 0с боковое перемещение колеса под действием силы Ру называют боковым уводом, а на участке cd – боковым скольжением. Значение угла dj, при котором начинается боковое скольжение, зависит от конструкции шины, нормальной нагрузки, коэффициента jy и ряда других факторов. Обычно на сухой твердой опорной поверхности dj =12–20°.
Рис. 1. Зависимость боковой силы Ру от угла увода
Величина коэффициента сопротивления уводу зависит от множества конструктивных и эксплуатационных факторов. К ним относятся ширина и высота профиля шины, угол наклона нитей корда и число их слоев, давление воздуха в шине, нормальные и касательные нагрузки, режим движения колеса и многое другое. Влияние размеров шин тороидного сечения на коэффициент сопротивления боковому уводу с достаточной степенью точности описывается эмпирической формулой
Ку = 780(dш + 2Вш)Вш(98 + рш)
где dш и Вш – посадочный диаметр и ширина профиля шины соответственно, м; Рш – давление воздуха в шине, кПа.
Увеличение слоев корда и уменьшение угла наклона нитей приводит к росту Ку, причем у шин с радиальным расположением нитей корда больше, чем у диагональных, оказывает влияние конструкция бреккера и материал корда. Радиальные шины с металлическим кордом имеют на 30–50 % более высокие коэффициенты Ку, чем такие же шины с текстильным кордом. При износе протектора шины коэффициент сопротивления уводу также растет, и у значительно изношенной шины он увеличивается на 30–40 %. С увеличением внутреннего давления в шине коэффициент сопротивления боковому уводу также растет, причем наибольшего значения для шин под номинальной нагрузкой Ку достигает при давлении, значительно большем рекомендуемого для данной шины. Однако при дальнейшем увеличении давления коэффициент уменьшается, что объясняется уменьшением длины контакта шины с опорной поверхностью. Для шин уже заданной конструкции и размера наиболее существенное влияние оказывают силы, действующие на колесо. Прежде всего, это нормальная нагрузка (или нормальная реакция опорной поверхности), с увеличением которой сопротивление боковому увеличивается, затем несколько падает. Максимума коэффициент сопротивления боковому уводу достигает при номинальной нагрузке для данной шины. Значительное влияние на сопротивление уводу оказывают продольные касательные реакции при качении колеса в тяговом и тормозном режимах. С увеличением этих сил сопротивление уводу уменьшается.
Сборка, проверка и испытание колесно-моторных блоков
Колесно-моторный блок. Соберите колесно-моторные блоки, для чего подберите колесные пары и тяговые электродвигатели перед сборкой таким образом, чтобы разность характеристик тяговых блоков одного электровоза не превышала 3% при вращении как в одну, гак и в другую сторону. Характеристика колесно-мот ...
Расчет площади открытых площадок для хранения сельхозмашин
Открытые площадки состоят либо из отдельных полос с твёрдым покрытием, либо имеют сплошное твёрдое покрытие. Поверхность площадок делают ровной с уклоном 2…3° для стока дождевых и таловых вод. Технику на площадках размещают по видам и маркам машин в соответствии с технологическим планом выполнения ...
Тормозная динамика автомобиля
Теоретический минимальный тормозной путь до остановки автомобиля (), имеющего тормозные механизмы на всех колесах, определяют по формуле: (2.29) где: - скорость движения автомобиля в начале торможения, км/ч; φ - коэффициент сцепления шин с дорогой. Остановочный путь автомобиля ( , м ) определя ...
