Коэффициент сцепления шин с дорогой: Коэффициент сцепления шин с дорогой: формула по ГОСТ 50597-93

Коэффициент сцепления колёс с дорогой | Цемент-Снаб

В зимний период количество аварий на дорогах столицы возрастает, причем в статистику попадают как ДТП с участием исключительно автотранспортных средств, так и наезды на пешеходов. Повышению аварийной ситуации способствуют плохие погодные условия и сами водители, недооценивающие опасность дороги. В условиях, когда из-за повышенной влажности и разницы между дневной и ночной температурами на дорогах появляется тонкая корка льда, при резких поворотах автомобиль заносит, а резко затормозить на высокой скорости вовсе невозможно. Причиной того, что автомобиль становится неуправляемым, становится понижение коэффициента сцепления колес с дорогой.

Согласно действующим стандартам коэффициент сцепления проверяется при помощи динамометрического прибора типа ПКРС-2У, а для коротких участков дороги применяют портативный измерительный прибор ППК-Ф. По существующим нормам коэффициент сцепления колес должен соответствовать ГОСТу З50597-93. Учитывается, что эти значения могут быть незначительно отличаться в зависимости от самой шины: для шин без рисунка достаточно значений более 0,3, для шин с протектором допускаются результаты выше 0,4. Такой коэффициент является допустимым на дорогах с покрытием из бетона или асфальта – мокрого или сухого.

При соответствующих погодных условиях, когда на дорогах рыхлый снег, коэффициент не поднимается выше 0,2. Если же снег укатан или покрыт ледяной коркой, то цифры могут опуститься до 0,1 и даже ниже.

Природные факторы, влияющие на показатели

Снижению коэффициента сцепления колес с асфальтом способствует обледенение дороги. Возникновению гололедицы способствуют следующие природные факторы:

• повышение влажности до 85-95 %;
• температура дорожного покрытия ниже 0°С;
• резкий перепад температур от +2°C до -3°С.

В подобных условиях на покрытии появляется тонкий слой льда, из-за которого управлять транспортом становится сложнее, а тормозной путь автомобиля становится длинней. К тому же многие водители недооценивают опасность покрытия, поэтому представляют опасность для других участников дорожного движения.

Методы борьбы со снижением сцепления колес с дорожным покрытием

Начиная с 2012 года, ответственность о уходу за автомагистралями, дорогами и пешеходными тротуарами в столице возложена на эксплуатационные службы. В соответствии с приказом Роспотребнадзора должны применяться технологии уборки дорог с использование антигололедных реагентов, благодаря которым использование дорог должно быть безопасным для всех участников дорожного движения. На сегодняшнее время применяется несколько способов, которые отличаются друг от друга методом воздействия:

• химические;
• механические, например гранитная крошка;
• физико-химические;
• химико-механические, например пескосоль.

При этом исключительно механический метод очистки дороги ото льда признан давно уже неэффективным, так как не позволяет полностью от него избавиться. Связано это с тем, что связь молекул льда с дорожным покрытием гораздо выше по сравнению с цепкостью молекул льда между собой. По этой причине после избавления от верхних слоев на дорогах все равно остается тонкая корка льда толщиной до 2 мм. С помощью техники избавиться от него невозможно. Для того, чтобы в подобных условиях повысить коэффициент сцепления колес с покрытием, дополнительно применяются сыпучие абразивные материалы типа песка. Они являются временной мерой, так как с дороги сметаются колесами машины.

Согласно одному из документов, в котором ранее публиковались рекомендации по борьбе с гололедицей, упоминается, что выбор метода уборки дороги должен осуществляться в зависимости от погодных условий, толщины льда на дороге, типа дорожного покрытия. Это необходимо учитывать, чтобы максимально повысить коэффициент сцепления колес. Из этого документа следует, что при обработке покрытия растворами хлористого кальция и магния время их испарения выше по сравнению с раствором технической соли. В то же время повышение концентрации уменьшает величину коэффициента. Если же обрабатывать дорогу смесью песка с хлористым натрием, средняя возможная скорость движения автомобиля в условиях гололеда станет выше на 10 км/ч., а после полного растворения снега химическими реагентами – на 20 км/ч.

Для обеспечения безопасного движения при плохих погодных условиях следует использовать такие методы, которые способствуют полному растворению снега и льда с последующим их механическим удалением с дорожного покрытия.

« Виды кровельных материалов | В каких пропорциях разводить раствор цемента с песком? »

Сцепление шины с дорогой | Автомобильный справочник

Сцепление шины с дорогой оказывает большое влияние на процессы движения и управляемости автомобиля. Автомобиль движется благодаря силе трения покоя в области контакта шины с дорожным полотном.  Чем сильнее сцепление, тем лучше машина ведет себя на поворотах.

Содержание

1. Коэффициент сцепления шин с дорогой
2. Аквапланирование
3. Ускорение и торможение
   • Максимально допустимые ускорения и замедления
   • Работа и мощность

 

 

Коэффициент сцепления шин с дорогой

 

Коэффициент сцепления, называемый также коэффициентом трения покоя в зоне контакта шины с дорогой, определяется скоростью движения автомобиля, состоянием шин и состоянием поверхности дороги (см. табл. «Коэффициенты трения покоя для пневматических шин на различных поверхностях дороги» ). Приведенные в таблице данные применимы для асфальтобетонных и гудронированных щебеночных покрытий в хорошем состоянии. Коэффициент трения скольжения (при заблокированных колесах) обычно ниже, чем коэффициент сцепления.

1. Износ до глубины протектора ⩾ 1,6 мм

 

Специальные резиновые составы, исполь­зуемые в шинах для гоночных автомобилей, позволяют обеспечить коэффициент сцепле­ния вплоть до 1,8.

 

Аквапланирование

 

Аквапланирование сильно влияет на контакт шины с дорогой. Это такое состояние, при котором пленка воды разделяет шину и поверхность дороги (рис. «Аквапланирование» ). Оно происходит, когда давление клина воды, не вытесненной из зоны контакта шины с дорогой, поднимает шину над дорогой. Склонность к аквапланированию зависит от толщины водяной пленки на дорожной поверхности, скорости движения автомобиля, формы рисунка протектора, его износа и давления, оказываемого шиной на дорогу.

Широкопрофильные шины более подвержены аквапланированию. Аквапланирующий автомобиль не может передавать на поверхность дороги силы, требуемые для управления и торможения, что может стать причиной заноса.

Ускорение и торможение

 

Автомобиль может ускоряться (разгоняться) или замедляться (затормаживаться) с постоян­ной интенсивностью, когда величина а остается неизменной. Для условий, когда начальная или конечная скорость равны нулю, используются уравнения, приведенные в табл. «Ускорение и торможение».

 

Пример HTML-страницы

 

Максимально допустимые ускорения и замедления

 

Когда тяговые или тормозные силы на колесах автомобиля не превышают силы сцепления шины с дорогой (сцепление еще существует), зависи­мости между углом продольного уклона дороги а, коэффициентом сцепления и максималь­ным ускорением или замедлением имеют вид, приведенный в табл. «Ускорение и замедление» и  «Достижимое ускорение». Реальные значения рассматриваемых параметров всегда оказыва­ются меньше, так как не все шины автомобиля одновременно обеспечивают максимальное сцепление с дорогой при каждом ускорении (за­медлении). Электронные системы ABS, TCS, ESP обеспечивают поддержание величины тягового усилия вблизи максимального коэффициента сцепления.

 

 

При расчетах ускорения и замедления применя­ется коэффициент к-отношение нагрузки, при­ходящейся на ведущие или затормаживаемые колеса, к общей массе автомобиля. Когда на все колеса действует сила тяги или тормозная сила, к = 1. При распределении нагрузки 50% к = 0,5.

Например,

к = 0,5;

g = 10 м/с²;

μ_r=0,6;

р = 15%;

^а_mах= 10 · (0,5 • 0,6 ± 0,15) м/с

 

При торможении автомобиля на подъеме (+):   а_mах = 4,5 м/с²,

При торможении на уклоне (-):                              а_mах = 1,5 м/с².

 

Работа и мощность

 

Мощность, требуемая для получения заданного ускорения (замедления), изменяется в соответствии с изменением скорости движения авто­мобиля (см. табл. «Работа и мощность» ). Мощность, необходимая для движения с ускорением, равна:

P_a = P η — P_w,

где:

P -выходная мощность двигателя

η — КПД.

P_w — мощность, расходуемая на движение.

 

Пример HTML-страницы

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Пример HTML-страницы

Что такое коэффициент сцепления?

В системе шин-поверхность коэффициент трения называется «коэффициентом сцепления». Это так просто. Но что более важно, так это знать почему коэффициент сцепления имеет основополагающее значение для безопасности дорожного движения и душевного спокойствия.

В научном отчете Анализ контакта шин с дорогой в зимних условиях (ISSN: 2078-0966) К. Дж. Валус и З. Ольшевски изучили различные факторы, влияющие на сцепление с дорогой и, соответственно, на безопасность дорожного движения. В докладе они глубоко погружаются в молекулярный мир физики. Но, для не столь научно настроенных, вот краткое резюме.

Безопасность зависит от очень маленького участка

Представьте себе огромный тяжелый грузовик, несущийся по дороге. При этом все силы и моменты, отвечающие за безопасность, курсовую устойчивость и динамику автомобиля, генерируются в достаточно небольшой зоне контакта с дорогой – пятне контакта шины. Кроме того, силы трения и свойства материалов имеют решающее значение для поведения автомобиля, особенно при изменении погодных условий . Рассмотрим некоторые силы трения.

Силы трения в системе шина-поверхность

В системе шина-поверхность силы трения вызываются двумя основными механизмами – сцеплением и гистерезисом.

Адгезия

Эластичные резиновые шины, под давлением многотонной нагрузки автомобиля, прилипают к неровному дорожному покрытию. Резина фактически проникает в неровности дороги, что приводит к высокому коэффициенту сцепления. Однако это на сухой дорога. Когда дороги обледенелые, это трение сцепления будет значительно уменьшено, и водитель без усилителя сцепления должен сильно нервничать.

Гистерезис

Гистерезис связан с тем, что резина сжимается, когда находится в контакте с шиной, и расширяется, когда покидает его, т. е. зависит от эластичности материала. Если совсем упростить, можно сказать, что силы, участвующие в сжатии резины, отличаются от сил, возникающих при ее повторном разжатии, и это является основной причиной деформации шины.0003 сопротивление качению . Да и на льду эта сила сопротивления значительно снижается…

Коэффициент сцепления в зимних условиях

Как вы уже догадались, в зимних условиях коэффициент сцепления ухудшается. На обледенелых дорогах тепло трения от шины плавит лед, и тонкий слой воды попадает в систему шина-поверхность, доводя ситуацию до предела; сцепление между резиной и асфальтом снижается, что ухудшает способность резины «захватывать и сцеплять» структуры неровностей поверхности. А также увеличивает продолжительность деформации резины и тем самым уменьшает гистерезис. Эту ситуацию обычно называют проскальзывает и требует внимательного и аккуратного вождения.

С другой стороны, коэффициент сцепления может быть существенно улучшен путем введения вспомогательного устройства в систему шины с поверхностью. Это именно то, что делает Onspot!

Заключение

В отчете Валус и Ольшевски делают вывод о том, что для безопасности дорожного движения «необходимо определить влияние шин и используемых вспомогательных устройств, таких как цепи или шипы, на характеристики сцепления автомобиля в зимних условиях.

На самом деле, без обширных лабораторных исследований на молекулярном уровне мы уже знаем, какое влияние Onspot оказывает на сцепление автомобиля в зимних условиях. Тысячи и тысячи водителей вместе с многочисленными полевыми испытаниями и отчетами подтверждают, что автоматические цепи противоскольжения Onspot действительно справляются со своей задачей. Повышение коэффициента сцепления и безопасности дорожного движения соответственно. Повышение безопасности и удобства для водителя и, возможно, пассажиров.

Знание того, что все это можно сделать простым нажатием кнопки, должно успокоить любого профессионального водителя грузовика или автобуса.

 

Физика 101 Трение в шинах

Физика 101 Трение в шинах

Как все работает

Трение автомобильных шин

от Jones & Childers, Contemporary College Physics, , 3-е изд., 2001 г.

Как шины влияют на вашу безопасность, когда вы едете на машине по шоссе? Какие факторы помогают предотвратить занос и позволить вам контролировать свой автомобиль при повороте и остановке? Что значит трения имеют отношение к этому?

Рисунок протектора резиновых шин играет важную роль в определении их трения или скольжения. сопротивление. В сухих условиях на дорогах с твердым покрытием гладкая шина обеспечивает лучшее сцепление с дорогой, чем гладкая. рифленый или узорчатый протектор, потому что имеется большая площадь контакта для развития силы трения. По этой причине шины, используемые для автогонок на трассах в Дарлингтоне, Индианаполис, Талладега и другие города имеют гладкую поверхность без рисунка протектора. К сожалению, гладкая шина развивает очень мало сцепления на мокрой дороге, потому что фрикционная механизм уменьшается за счет смазывающей пленки воды между шиной и дорогой. Узорчатый В шине предусмотрены канавки или каналы, в которые может втискиваться вода, когда шина катится по поверхности. дороге, тем самым снова обеспечивая область прямого контакта между шиной и дорогой. Узорчатая шина дает типичные коэффициенты сухого и мокрого трения около 0,7 и 0,4 соответственно. Эти значения представляют собой компромисс между крайними значениями около 0,9(сухой) и 0,1 (влажный) получается с гладкой шиной.

Классическая теория трения должна быть изменена для шин из-за их структурной гибкости. и растяжение резины протектора.

Вместо того, чтобы зависеть только от коэффициента трения на границе раздела шина-дорога (что определяется характером дорожного покрытия и протектора резиновая смесь), максимальная тормозная способность также зависит от сопротивления протектора на разрыв под действием сил, возникающих при торможении.

При резком торможении автомобиля на сухой дороге максимальная развиваемая сила трения может быть больше, чем прочность протектора. В результате вместо шины просто скользит по дороге резина отрывается от протектора на стыке шина-дорога. Несомненно, протектор сопротивление этому разрыву является сочетанием прочности резины и канавок и прорезей которые составляют рисунок протектора.

Вес автомобиля неравномерно распределяется по площади контакта шины с дорогой, создавая зоны высокого и низкого давления. (Это очень похоже на то, что вы чувствуете, когда наступаете на камешек во время ходьба в обуви на тонкой подошве.) Сопротивление протектора на разрыв увеличивается в местах более высокого давления, где протектор более сжат, что приводит к эффективному увеличению тяга.