4 / 18
В.А. Горелов, Б.В. Падалкин, О.И. Чудаков
124
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 2
к к.с
к
к
б
к к.с
к.с
1 ,
x
r V r
S
r
r
где
к
— угловая скорость вращения колеса;
r
к.с
— радиус колеса в свободном
режиме качения;
r
к
— радиус качения колеса
к
к
к
(
);
x
r V w
V
x
к
— скорость
центра масс колеса в направлении оси
Х
.
При проведении экспериментов необходимо определять величины, входя-
щие в уравнение энергетического баланса [7], суть которого заключается в том,
что подводимая к равномерно катящемуся колесу энергия расходуется на со-
вершение работы продольной силой и на потери при взаимодействии с опор-
ным основанием:
к к
к
к
,
x x
w z x
M P V f P V
(1)
где
M
к
— крутящий момент, подводимый к оси колеса;
P
x
и
P
z
— продольная и
вертикальная силы, действующие на ось колеса.
По условию проведения эксперимента
P
x
=
R
x
(
R
x
— сила взаимодействия
колеса с опорным основанием), а
P
z
=
R
z
(
R
z
— вертикальная реакция в пятне
контакта колеса с опорной поверхностью), тогда запишем выражение для опре-
деления удельных энергетических потерь:
к к
к к
к
к
.
x
w
z x
z
z x
M P M
f
P V P P V
(2)
Величины, входящие в правую часть уравнения (2), определяются в процес-
се эксперимента. Таким образом, для совокупности дорожных условий могут
быть получены тягово-энергетические
f
w
=
f
(
φ
) и тягово-сцепные
φ
=
f
(
S
б
) ха-
рактеристики.
Экспериментальные исследования, как отмечается в [8], должны прово-
диться на разных скоростных режимах (для учета реологии опорного основа-
ния) при различном числе проходов колеса по колее и разных режимах качения
(свободном, ведомом, ведущем, тормозном). Существует два вида испытаний
шин: лабораторные и полигонные. Испытания шин в лабораторных условиях по
сравнению с полигонными имеют ряд существенных преимуществ: стабиль-
ность условий опыта, высокая точность измерений, сокращение затрат времени
и средств на проведение испытаний, возможность автоматизации испытаний.
Известны различные конструкции стендов для экспериментальных иссле-
дований взаимодействия колесного движителя с деформируемым опорным ос-
нованием. Некоторые стенды приведены на рис. 2.
Основным недостатком таких стендов является то, что они рассчитаны на
испытания шин ограниченного размера, преимущественно легковых автомоби-
лей. В настоящей работе для получения интегральных характеристик взаимо-
действия были использованы результаты испытаний шины 28,1R26 (модель
ФД-12М) на стенде СИБ-1М, разработанном в Научно-исследовательском трак-