Коэф трения шин об асфальт

Всё о коэффициенте сцепления шин с дорогой

Как шины влияют на безопасность, когда вы ведете машину по шоссе? Какие факторы помогают предотвратить занос и позволяют контролировать ваш автомобиль при повороте и остановке?

Вопросы безопасности на дорогах включают не только выбор правильной резины, но и учитывают фактор дорожного покрытия, технические характеристики транспортного средства ТС, другие факторы о которых узнаете ниже.

Измерение коэффициента сцепления дорожного покрытия по ГОСТ 50597-93

Исследования проводились динамометрическим приборомПКРС-2, результаты сведены в таблицу, где указаны виды дорожного покрытия и их состояние в зависимости от погодных и климатических условий. С момента ввода этих коэффициентов прошло много лет. Изменились технологии строительства дорог, в частности контактная поверхность дорожного покрытия. Данные таблицы надо рассматривать, как ориентировочные.

Сцепление шин с дорогой

Совершенно ясно, что эти коэффициенты не есть величина постоянная, а зависят от многих факторов:

  • тип дорожного полотна, качество состояния;
  • состояние шин транспортного средства их скоростные, нагрузочные и другие характеристики, входящие в маркировку;
  • скорость движения ТС;
  • наличие веществ, снижающих сцепление в зоне контакта поверхности колеса и покрытия (грязь, пролитые ГСМ);
  • уклоны и опасные закругления автомобильной дороги.

Коэффициент сцепления между шиной и дорогой является одним из важных факторов, влияющих на безопасность дорожного движения. Состояние деформации шины различается в зависимости от силы торможения, вертикальной нагрузки на колесо.

Силы воздействия на участок поверхности шины во время торможения

Есть классическая формула в физике F =µN =µmg, которая связывает прямо пропорциональную зависимость силы трения от коэффициента сцепления контактирующих областей и прижимной силы. N равна произведению массы нагруженного колеса на ускорение свободного падения. Конечно распределение веса на переднюю ось будет больше при торможении, но эта классическая формула дает возможность понять какие факторы рассматриваются производителями шин, чтобы обеспечить безопасность автомобиля.

Зависимость тормозного пути от коэффициента сцепления шин с дорогой

Рисунок протектора колеса играет важную роль в определении трения или сопротивления скольжению. В сухих условиях на дорогах с твердым покрытием гладкая шина дает лучшую тягу, чем рифленый или узорчатый протектор, потому что имеется большая площадь контакта для создания сил трения. По этой причине резина, используемая для автогонок, имеет гладкую поверхность без рисунка протектора. К сожалению, гладкая шина развивает очень мало сцепления при влажных условиях, потому что фрикционный механизм уменьшается благодаря смазочной пленке воды между протектором и дорогой.

Рисунок канавки или каналы, по которым идет водоотвод, обеспечивает область прямого контакта между шиной и дорогой. Типовая шина дает коэффициенты сухого и влажного сцепления около 0,7 и 0,4 соответственно. Эти значения представляют собой компромисс между экстремальными значениями около 0,9 (сухих) и 0,1 (влажных), полученными с гладкой шиной.

Торможение на мокрой дороге

Когда автомобиль заторможен до жесткой остановки на сухой дороге, максимальная сила трения может быть больше, чем прочность протектора. В результате, вместо того, чтобы шина просто скользила по дороге, резина отрывается от протектора в области контакта шины и дороги. Несомненно, сопротивление протектора этому разрыву представляет собой сочетание прочности резины, канавок и щелей, составляющих дизайн протектора. Это тоже учитывают производители шин.

Читайте также:  Бензопила husqvarna 236 1400вт шина 14

Сцепление шин таблица

Кроме того, размер контактной зоны очень важен в автомобильных шинах, потому что тяга является динамической, а не статической; то есть она изменяется по мере того, как колесо катится вперед. Максимальный коэффициент трения может происходить где угодно в области контакта, и чем больше площадь, тем больше вероятность максимальной тяги.

Таким образом, при одинаковой нагрузке и на одной и той же сухой поверхности более широкий профиль имеет большую площадь контакта и развивает более высокую тягу, что приводит к большей тормозной способности. Хотя некоторые специалисты считают, что большая площадь снижает давление на единицу поверхности и таким образом прижимная сила становится меньше, а потому выигрыш в тормозной способности остается под вопросом.

Источник

Коэффициенты трения покоя и скольжения

Трением называется сопротивление, возникающее при относительном перемещении двух соприкасающихся тел в плоскости их касания. Сила сопротивления, направленная противоположно сдвигающему усилию, называется силой трения. По величине перемещения и зависимости его от приложенной силы различают:
а) силу трения движения,
б) неполную силу трения покоя и
в) полную силу трения покоя, которую обычно называют силой трения покоя.

Сила трения движения соответствует очень большим необратимым относительным перемещениям, величина которых не зависит от приложенной силы. В этом случае последняя в случае равномерного движения уравновешивается силой трения движения.

Неполная сила трения покоя соответствует очень малым частично обратимым перемещениям, величина которых пропорциональна приложенной силе. Величина перемещения, соответствующего неполной силе трения, называется предварительным смещением. Обычно визуально обнаружить предварительное смещение не удаётся, так как оно измеряется микронами. В случае предварительного смещения приложенная сила уравновешивается неполной силой трения, и тело находится в покое. Неполная сила трения зависит от приложенной силы и изменяется с увеличением последней от нуля до некоторого максимального значения, при котором она получает название силы трения покоя. В этом случае предварительное смещение переходит в относительное.

В зависимости от кинематических признаков относительного перемещения различают следующие виды трения:
а) Трение скольжения, при котором одни и те же точки одного тела приходят в соприкосновение всё с новыми и новыми точками другого тела.
б) Трение качения, при котором следующие одна за другой точки одного тела приходят в соприкосновение со следующими одна за другой точками другого тела, причём мгновенная ось вращения одного тела относительно другого проходит через одну из точек касания.
в) Трение верчения, при котором все точки, расположенные в плоскости касания двух тел, описывают концентрические окружности с центром, лежащим на оси верчения.

Трение верчения является разновидностью трения скольжения. Приведённые выше определения характеризуют трение идеальных тел; для реальных деформированных тел касание будет происходить не в точках, а в зонах. Часто один вид трения сопровождается другим: например, качение сопровождается скольжением (качение с проскальзыванием).

По признаку состояния поверхностей трущихся тел в зависимости от смазки различают:
а) Чистое трение, возникающее на фрикционных поверхностях при полном отсутствии на них посторонних примесей (жидкостей и газов в адсорбированном состоянии). br>Практически чистое трение очень трудно осуществимо; оно может быть реализовано лишь в вакууме.
б) Сухое трение, возникающее при отсутствии смазки и загрязнений между поверхностями. Часто его называют трением несмазанных поверхностей. (Термин применять не рекомендуется.)
в) Граничное трение, при котором поверхности разделены слоем смазки настолько незначительной толщины, что он обладает особыми свойствами, отличными от объёмных свойств смазки и зависящими от природы и состояния трущихся поверхностей. Обычные уравнения гидродинамики вязкой жидкости в этом случае неприменимы.
Пограничный слой имеет слоистое строение. Ближе к металлу располагаются более активные молекулы, которые, прикрепляясь своими активными концами к поверхности металла, образуют как бы ворс из молекул смазки.
г) Жидкостное трение, при котором поверхности полностью разделены слоем жидкости, причём внешнее давление вследствие специфичной формы зазора воспринимается слоем вязкой движущейся жидкости.
д) Полусухое трение, смешанное трение, одновременно граничное и сухое.
е) Полужидкостное трение, смешанное трение, одновременно жидкостное и граничное или жидкостное и сухое.

Читайте также:  Как шины кама бриз

Как указывалось выше, на величину коэфициента трения всякой трущейся пары влияет ряд обычно не учитываемых параметров (давление, шероховатость, размер поверхности, степень загрязнённости и др.). В связи с этим значения коэфициентов трения, предложенные данными таблицами, пригодны лишь для тех частных условий, при которых они были получены. Очевидно, что определённую таким образом величину коэфициента трения нельзя считать неизменной для данной трущейся пары.

КОЭФФИЦИЕНТЫ ТРЕНИЯ ПОКОЯ и СКОЛЬЖЕНИЯ
для ПАР МАТЕРИАЛОВ

Комбинация материалов Коэффициент трения
сухие поверхности со смазкой
Алмаз Алмаз 0,1 0,05 — 0,1
Алмаз Металл 0,1 — 0,15 0,1
Алюминий Алюминий 1,05 — 1,35 0,3
Алюминий Низкоуглеродистая (малоуглеродистая) сталь 0,61, 0,47
Бронза Чугун 0,15-0,20 0,07-0,15
Бронза Бронза 0,20 0,1, 0,07-0,10
Спеченная бронза Сталь 0,13
Графит Сталь 0,1 0,1
Графит Графит (в вакууме) 0,5 — 0,8
Графит Графит 0,1 0,1
Дуб Дуб (вдоль волокон) 0,62, 0,48
Дуб Дуб (поперек волокон) 0,54, 0,32 0,072
Дерево Чистое сухое дерево 0,25 — 0,5
Дерево Влажное дерево 0,2
Дерево Чистый сухой металл 0,2 — 0,6
Дерево Влажные металлы 0,2
Дерево Бетон 0,62 0,50
Дерево Кирпич 0,6
Дерево Влажный снег 0,14, 0,1
Дерево — вощеное Сухой снег 0,04
Дерево Металл 0,5-0,6, 0,3-0,6 0,1-0,2, 0,1-0,2
Железо Железо 1,0 0,15 — 0,20
Латунь Сталь 0,35 0,19
Латунь Чугун 0,3
Кадмий Кадмий 0,5 0,05
Кадмий Хром 0,41 0,34
Кадмий Низкоуглеродистая (малоуглеродистая) сталь 0,46
Карбид вольфрама Сталь 0,4-0,6 0,1 — 0,2
Карбид вольфрама Карбид вольфрама 0,2 — 0,25 0,12
Карбид вольфрама Медь 0,35
Карбид вольфрама Железо 0,8
Кирпич Дерево 0,6
Кожа Дуб 0,61, 0,52
Кожа Металл 0,4 0,2
Кожа Дерево 0,3 — 0,4
Кожа Чистый металл 0,6
Магний Магний 0,6 0,08
Свинцовистая медь Сталь 0,22
Медь Медь 1 0,08
Медь Чугун 1,05, 0,29
Медь Низкоуглеродистая сталь 0,53, 0,36 0,18
Никель Никель 0,7 — 1,1, 0,53 0,28, 0,12
Никель Низкоуглеродистая сталь 0,64 0,18
Нейлон Нейлон 0,15 — 0,25
Олово Чугун 0,32
Платина Платина 1,2 0,25
Плексиглас, оргстекло Плексиглас, оргстекло 0,8 0,8
Плексиглас, оргстекло Сталь 0,4-0,5 0,4 — 0,5
Полистирол Полистирол 0,5 0,5
Полистирол Сталь 0,3-0,35 0,3 — 0,35
Полиэтилен Сталь 0,2 0,2
Полистирол Полистирол 0,5 0,5
Резина Чугун 0,8 0,5
Резина Сухой асфальт 0,50 — 0,8
Резина Влажный асфальт 0,25 — 0,75
Резина Сухой бетон 0,6 — 0,85
Резина Влажный бетон 0,45 — 0,75
Свинец Чугун 0,43
Серебро Серебро 1,4 0,55
Сапфир Сапфир 0,2 0,2
Сталь Сталь 0,16, 0,1-0,12 0,10-0,12, 0,05-0,1
Сталь Чугун 0,30, 0,18 -, 0,05-0,15
Сталь Бетон 0,45 0,35
Сталь Бронза 0,12, 0,1 0,08-0,16, 0,07-0,1
Сталь Алюминиевая бронза 0,45
Сталь Фосфористая бронза 0,35
Сталь Текстолит 0,02-0,06
Стекло Стекло 0,9 — 1,0, 0,4 0,1 — 0,6, 0,09 — 0,12
Стекло Металл 0,5 — 0,7 0,2 — 0,3
Стекло Никель 0,78 0,56
Тормозные колодки Чугун 0,4
Тормозные колодки Влажный чугун 0,2
Твердое углеродное покрытие (пленка) Твердое углеродное покрытие (пленка) 0,16 0,12 — 0,14
Твердое углеродное покрытие (пленка) Сталь 0,14 0,11 — 0,14
Ф-4, ПТФЭ, PTFE, Teflon Ф-4, ПТФЭ, PTFE, Teflon 0,04 0,04, 0,04
Ф-4, ПТФЭ, PTFE, Teflon Сталь 0,04 0,04
Ф-4, ПТФЭ, PTFE, Teflon Ф-4, ПТФЭ, PTFE, Teflon 0,04 0,04
Хром Хром 0,41 0,34
Чугун Чугун 1,1, 0,15 0,07
Чугун Дуб 0,49 0,075
Чугун Низкоуглеродистая (малоуглеродистая) сталь 0,4, 0,23 0,21, 0,113
Цинк Чугун 0,85, 0,21
Цинк Цинк 0,6 0,04
Кирпичная кладка Бетон 0,70 0,60
Кирпичная кладка, бетон Песок, гравий 0,60 0,50
Кирпичная кладка, бетон Суглинок 0,55 0,40
Кирпичная кладка, бетон Глина 0,50 0,30

Примечание: синим цветом указаны коэффициенты трения скольжения.

КОЭФФИЦИЕНТЫ ТРЕНИЯ ПРИ СЛАБОЙ СМАЗКЕ
ДЛЯ СТАЛЬНОГО ВАЛА ПО ПОДШИПНИКАМ

Материал
подшипника
Коэффициент
трения
Материал
подшипника
Коэффициент
трения
Серый чугун 0,15 — 0,20 Полиамиды, капрон 0,15 — 0,20
Антифрикционный чугун 0,12 — 0,15 Пластик древесный слоистый 0,15 — 0,25
Бронза 0,10 — 0,15 Нейлон 0,10 — 0,20
Баббитовая заливка 0,07 — 0,12 Фторопласт без смазки 0,04 — 0,06
Текстолит 0,15 — 0,25 Резина при смазке водой 0,02 — 0,06

КОЭФФИЦИЕНТЫ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ ПО СТАЛИ
БРОНЗЫ БрС30 и ПОДШИПНИКОВЫХ ПЛАСТМАСС

Бронза БрС30 Нейлон Древесный*
слоистый пластик
ДСП-Б
Лигнофолъ
0,004 0,03 — 0,055 0,04-0,08
0,01-0,05
0,004

* в числителе — значения при смазке минеральным маслом,
в знаменателе — при смазке водой

КОЭФФИЦИЕНТЫ ТРЕНИЯ И ИЗНОСА
КАПРОНА И МЕТАЛЛОВ

Материал Коэффициент
трения
Абсолютный
износ, г
Материал Коэффициент
трения
Абсолютный
износ, г
Капрон 0,055 0,002 Латунь Л63 0,127 0,054
Бронза
БрОЦС6-6-3
0,158 0,022 Сталь 45 0,113 0,033

КОЭФФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ КАЧЕНИЯ
ИЛИ ПЛЕЧО ТРЕНИЯ КАЧЕНИЯ К

Трущиеся тела К, см
Мягкая сталь — мягкая сталь 0,005
Закаленная сталь — закаленная сталь 0,001
Дерево — сталь 0,04

ТРЕНИЕ В БОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ

При расчёте болтовых соединений величину коэфициента трения принимают в пределах от 0,06 до 0,12, иногда до 0,2 — 0,25

КОЭФФИЦИЕНТЫ СКОЛЬЖЕНИЯ
РЕЗИНОВЫХ ШИН АВТОМОБИЛЕЙ

Коэфициенты скользящего трения для резиновых шин по данным Арну: по сухому макадаму — 0,67, по сухому асфальту — 0,71, по сырому асфальту — 0,81 и по мягкой скользкой дороге — 0,07 — 0,17.

Источник

Читайте также:  Летние шины бриджстоун или мишлен
Поделиться с друзьями
Шинбург