Площадь пятна контакта шины расчет (6 видео)

Пятно контакта шин — важен ли его размер? (Спойлер — нет!)

Но как бы ни старались инженеры по доводке ходовой части и специалисты из отдела двигателей и трансмиссии, все их старания зависят от одной простой вещи — сцепления шины с дорогой. Ведь именно через него передаются все ускорения, заставляя автомобиль вовремя остановиться, разогнаться и оставаться на траектории движения.

Многие стремятся установить на свой автомобиль шины как можно большей ширины. Разумеется, довод один — широкая шина имеет большее пятно контакта, то есть большую опорную поверхность колеса. В результате автомобиль будет более устойчивым в поворотах, лучше разгоняться и т.д.

На самом деле это не совсем так. Конечно, при условии одинаковых моделей шин разница будет, но ее можно поймать лишь в экстремальных ситуациях. Да и водителей, способных это ощутить, можно пересчитать по пальцам — как бы обидно это ни звучало в отношении всех прочих. Ведь площадь этого самого пятна примерно равна ладони взрослого человека. Не больше. И с изменением ширины шины оно меняется не так сильно, как многим кажется.

Площадь пятна контакта зависит и от давления в шине. Всегда нужно выставлять рекомендованное производителем давление для конкретного размера шин. Ведь перекачанное колесо в поперечном сечении становится более округлым и площадь пятна значительно уменьшается. То же касается и недокачанного колеса.

Кто-то может подумать, что чуть спущенные шины имеют большее пятно за счет большей деформации. Но это справедливо лишь для мягкой дорожной поверхности (чем пользуются любители внедорожных вылазок). А к твердым покрытиям это не имеет никакого отношения. В этом случае контакт с дорогой осуществляется лишь боковыми дорожками протектора, и общая площадь пятна контакта сильно снижается. Не зря же при полной загрузке автомобиля давление в шинах рекомендуется увеличить: с большей нагрузкой возникает тот же эффект.

Шины очень сильно влияют на поведение автомобиля. Поэтому на них никогда не стоит экономить. И не надо гнаться за шинами с минимальной высотой профиля и максимальной шириной. Гораздо важнее выбрать те покрышки, у которых лучшие сцепные свойства (пусть они даже будут меньшего размера). А также следить за их износом и давлением. Это и будет залогом успеха того, что ваш автомобиль будет ехать именно так, как должен.

Содержание

С опорной поверхностью
Различие проходимости в размере.
#1 Drink125
#2 MihaZ
#3 Гость_Asturn_*
#4 Алексей Барнаул
#5 Shepin
#6 Drink125
#7 santei
#8 Drink125
#9 santei
#10 Дядя Ася
#11 Алексей Барнаул
#12 Flanger
#13 M.Usic
#14 Flanger
#15 Овен
#16 M.Usic
#17 stels
#18 Алексей Барнаул
#19 selpo
#20 Alex_Snow
🎥 Видео

Видео:Неожиданный результат! Клиренс и пятно контакта на разном давлении!Скачать

С опорной поверхностью

Опорные свойства автомобиля зависят не только от свойств грунта, но и от веса автотранспортного средства и свойств его шин, которые определяют площадь пятна контакта и величину давления на опорную поверхность.

При контакте шины с твердой поверхностью (асфальтобетон, цементобетон и т.п.) площадь пятна контакта зависит от величины нормальной нагрузки (G_к) и радиальной жесткости шины (с_ш).

При этом следует различать контурную площадь пятна и площадь по выступам протектора (рис. 4.1.).

Рис. 4.1. Площадь пятна контакта шины с дорогой:

а) по выступам; б) контурная

Контурная площадь (F_к) представляет собой площадь фигуры, образованной замкнутой линией, огибающей зону контактирования выступов протектора с опорной плоскостью, а площадь по выступам (F_в) — сумму площадей фактических зон контактирования выступов с опорной поверхностью.

При взаимодействии колеса с твердой опорной поверхностью контурная площадь пятна контакта значительно больше площади по выступам, т.к. включает все промежутки между выступами протектора.

Отношение указанных площадей называется коэффициентом насыщенности контакта:

Контурная площадь пятна контакта может быть приближенно найдена по формуле, предложенной Р. Хедекелем:

где D_св, b — соответственно свободный диаметр и ширина профиля шины;

h_z — радиальная деформация шины.

Величина радиальной деформации определяется величиной нагрузки G_к и радиальной жесткостью шины с_ш:

Значение G_к принимается по справочным данным технической характеристики автомобиля и принимается равной половине массы, приходящейся на соответствующую ось автомобиля, умноженную на ускорение свободного падения.

Радиальная жесткость, в свою очередь, зависит от конструкции шины, геометрических размеров и внутреннего давления воздуха.

Ее значение может быть выражено эмпирической формулой:

где p_w — внутреннее давление воздуха в шине;

p_о — давление в пятне контакта при p_w = 0;

к — эмпирический коэффициент.

Поделив величину нагрузки (G_к) на площадь (F_к), получим формулу, выражающую среднее давление шины по контуру пятна контакта:

Если значение эмпирического коэффициента неизвестна, то пользуются левой частью формулы (5).

Читайте также: Шины yokohama ice guard ig65 215 65 r17 103t xl

Среднее фактическое давление определяется по формуле:

При качении колеса по грунту имеют место следующие деформации опорной поверхности:

1) смятие и уплотнение грунта;

2) выдавливание грунта в стороны;

3) перемещение грунта по направлению движения («бульдозерный» эффект);

4) отрыв поверхностного слоя грунта вследствие его прилипания к шине;

5) срез протектором поверхностного слоя грунта и его выбрасывание из зоны контакта (эффект «экскавации» при пробуксовывании колеса).

Работа по смятию грунта колесом за один оборот равна работе по деформации объема грунта шириной b, высотой h и длиной S = 2pr_к (рис. 4.2.).

Величину работы смятия можно выразить формулой:

f(h) – зависимость нормального давления колеса на грунт от глубины колеи (деформируемость грунта).

За один оборот колеса работа силы сопротивления качению:

Рис. 4.2. Смятие грунта колесом

Если принять, что А_f равна работе по деформации грунта (А_г), то, приравняв А_f и А_г и поделив обе части равенства на S и G_к, получим формулу коэффициента сопротивления качению (точнее той его части, которая связана со смятием грунта):

где с, m — постоянные коэффициенты, определяемые при обработке экспериментальных данных.

Из формулы (9) следует, что при определенных параметрах грунта (с и m), ширине колеса и приходящейся на него нагрузке коэффициент сопротивления качению нелинейно зависит от глубины колеи и с увеличением последней возрастает.

Видео:Спускаем шины, замеряем разницу пятна контакта ЗИЛ 131Скачать

Различие проходимости в размере.

#1 Drink125

#2 MihaZ

#3 Гость_Asturn_*

#4 Алексей Барнаул

«А чё не чётко всё чётко» Я вот всё думаю, большое ли различие между 31 и 32 резиной,ну и соответственно 31-33 и 32-33.Как бы по сантиметрам 33 от 31 -2,54см на сторону разности,хрень.Да и ширина нафиг не помогает.Или это всё-же понты, типа «У меня 33″ тапки».Вот между 30″ и 38″ есть разница.Или не так?

#5 Shepin

#6 Drink125

#7 santei

#8 Drink125

Очень многое зависит от колес , начиная от ширины диска и заканчивая высотой шины. 37 колесо высотой около 93см а 33 примерно 82см и чем выше шина тем она шире!

#9 santei

#10 Дядя Ася

#11 Алексей Барнаул

у меня были узкие шины! по своему опыту они проигрывают везде широким , то есть узкие очень быстро зарываются и пятно контакта маленькое и тем самым тяговые свойства слабее чем у широких. все чемпионы на Боггерах шириной 14.5

#12 Flanger

#13 M.Usic

«А чё не чётко всё чётко» Я вот всё думаю, большое ли различие между 31 и 32 резиной,ну и соответственно 31-33 и 32-33.Как бы по сантиметрам 33 от 31 -2,54см на сторону разности,хрень.Да и ширина нафиг не помогает.Или это всё-же понты, типа «У меня 33″ тапки».Вот между 30″ и 38″ есть разница.Или не так?

у меня были узкие шины! по своему опыту они проигрывают везде широким , то есть узкие очень быстро зарываются и пятно контакта маленькое и тем самым тяговые свойства слабее чем у широких. все чемпионы на Боггерах шириной 14.5

#14 Flanger

#15 Овен

#16 M.Usic

Мне просто интересно, а как счиатеся?31->33 почти в два раза. А ширина при этом какая?

#17 stels

у меня были узкие шины! по своему опыту они проигрывают везде широким , то есть узкие очень быстро зарываются и пятно контакта маленькое и тем самым тяговые свойства слабее чем у широких. все чемпионы на Боггерах шириной 14.5

Наибольшее значение при движении вне дорог имеет отношение веса авто к площади опоры.С увеличением диаметра пятно контакта быстро увеличивается. 33 против 31 — почти в 2 . раза.Но Патрол на 33-х едет не лучше, чем ОФ-Б на 32-х и Террано на 31-х. А Самурай на 31-х — монстр Какие чемпионы ? 36/14.5 в КиТТ РАФ не лезет

#18 Алексей Барнаул

Не надо путать ширину резины и тип протектора. Боггера это экстремальная специализированная резина. А широко разрекламированный Гудрич — резина для фермеров.У меня сейчас Данлоп МТ2 — узкая . едет супер. На триале я единственный прошел всю трассу без штрафов (откатов и т.п.) Долго думал, что брать но взял узкую. Воткну Тайрлоки и за счет них буду переползать болотины.В автоспорте профи держат несколько комплектов резины. Для глины, болот, песков и т.д. У меня товарищ раллист имеет 18 . комплектов колесдля разных трасс.Узкая резина делается для того, чтобы прорезать жижу до твердого грунта. Широкая для ковровых болот и мягких песчаных грунтов, но с разным протектором.Проходимость больше зависит от «прокладки» за рулем. Хотя Геометрической проходимости ни кто не отменял. Конечно высота колес имеет значение. Но 31-32 это 1,5 см. дорожного просвета, который может быть решающим.Лично я строил машину под КИТТ РАФ. Исходя из моего класса диаметр колес 825 мм. что соответствует 32 дюйма.+100У нас народ такой, сначала лепят по стовету «спецов» а потом удивляются, почему их не допускают в класс. А почитать КИТТ не судьба.Опять же понты. Чем ширше и болше, тем попсовее.

#19 selpo

#20 Alex_Snow

со спортом всё понятно, туда трактор не пустят, потому что он всех нае..т, не честно. зачем в большинстве мы переделываем машины? чтобы как можно дальше идти за тем самым трактором, который не пускают в спорт. так вот, главный показатель проходимости машины-клиренс и ширина колеи. потому, что там, куда вы хотите поехать, ездят камазы и уралы. а у них колея шире и глубже, чем у спортивных машин. я эксплуатирую машину как раз в таких условиях, у меня 35, ширина 12.5, диски -40. с удовольствием бы вкатил что то вроде 48 на 16.5 с дисками -80. но 35 предел визарда, дальше только эксплуатация на постоянный отказ.по метровому снегу рыхлому ездил, не айс. надо как написал выше и на давлении 0.5, тогда есть шанс укатывать перед собой колею, способную нести машину. при любой попытке докопаться до несущей поверхности под метровым снегом и машина будет висеть на брюхе с беспомощно свисающими колёсами, иной раз встречаю уралы в таком положении, что уж говорить про нас.