Експериментальне дослідження опору кочення коліс автомобіля на роликовому стенді

Abstract

В статті розглянуті результати експериментальних досліджень опору кочення коліс автомобіля на роликовому стенді. Також встановлено залежність коефіцієнта сумарних опорів при коченні коліс по роликах стенда від швидкості. Контроль і діагностування технічного стану рухомого складу автотранспорту з точки зору безпеки руху є однією з найважливіших проблем. Особливо важливий цей контроль для систем, технічний стан яких впливає на безпеку руху, перш за все, гальмівних систем, а також силового агрегату в режимі тягових випробувань. Зарубіжний і вітчизняний досвід свідчить про ефективність інструментального контролю. Його переваги – в достовірності значень параметрів, які перевіряються. До діагностичного обладнання відносяться роликові стенди, на яких можна здійснювати перевірку гальмівних і тягових властивостей автомобілів. Як показують багато досліджень, зокрема, що проводилися на кафедрі технічної експлуатації та сервісу автомобілів ХНАДУ (ХАДІ), інерційні стенди дають більш достовірну інформацію про технічний стан автомобіля. Інерційний метод перевірки дозволяє відтворити реальні швидкісні і теплові режими роботи. Для підвищення точності діагностування автомобіля на роликовому стенді необхідно мати уявлення про характер взаємодії коліс автомобіля з роликами стенду. Дослідження кочення колеса по роликах стенду виконували багато авторів, починаючи з 70-х років минулого століття. Однак всі ці дослідження проводилися на старих діагональних шинах. Зараз же на легкових автомобілях застосовуються тільки радіальні шини, опір коченню яких по роликах практично не вивчено. Тому повернення до вивчення цього питання є актуальним. Опір перекачуванню коліс по роликах стенду буде істотно впливати на характер їх взаємодії при тривалих обкатних випробуваннях (внаслідок підвищеного нагріву контактуючих тіл, витрат потужності, порушення умов подібності тощо). Встановлено, що значення коефіцієнта опору коченню помітно залежить від співвідношення радіусів ролика і колеса, а також навантаження на контакт, тобто радіального зусилля притиснення колеса до ролика, а крім того – від швидкості та тривалості режиму. Отримані результати експерименту дозволили вдосконалити теорію взаємодії колеса автомобіля з роликами діагностичного стенда інерційного типу. Також результати експериментів можна поширювати на різні типи шин і співвідношення радіусів колеса і ролика.

The article considers the results of experimental studies of the rolling resistance of car wheels on a roller stand. Also, the dependence of the coefficient of total resistances during wheel rolling on the stand rollers on the speed was established. Monitoring and diagnosing the technical condition of the rolling stock of vehicles from the point of view of traffic safety is one of the most important problems. This control is especially important for systems whose technical condition affects traffic safety, first of all, brake systems, as well as the power unit in the traction test mode. Foreign and domestic experience testifies to the effectiveness of instrumental control. Its advantages lie in the reliability of the values of the checked parameters. The diagnostic equipment includes roller stands, on which you can check the braking and traction properties of cars. As shown by many studies, in particular, carried out at the Department of Technical Operation and Service of Automobiles, KhNADU (HADI), inertial stands provide more reliable information about the technical condition of the car. The inertial test method allows you to reproduce real speed and thermal modes of operation. To improve the accuracy of diagnosing a car on a roller stand, it is necessary to have an idea of the nature of the interaction of the car wheels with the stand rollers. Studies of wheel rolling on the stand rollers have been carried out by many authors since the 70s of the last century. However, all of these studies were conducted on old bias tires. Now, only radial tires are used on passenger cars, the rolling resistance of which on rollers has practically not been studied. Therefore, returning to the study of this issue is relevant. The rolling resistance of wheels on the rollers of the stand will significantly affect the nature of their interaction during longterm running tests (due to increased heating of contacting bodies, power losses, violation of similarity conditions, etc.). I t was found that the value of the rolling resistance coefficient noticeably depends on the ratio of the radii of the roller and the wheel, as well as the contact load, that is, the radial force of pressing the wheel against the roller, and in addition, on the speed and duration of the mode. The obtained results of the experiment made it possible to improve the theory of the interaction of a car wheel with the rollers of an inertial diagnostic stand. Also, the results of the experiments can be extended to different types of tires and the ratio of the radii of the wheel and roller.

В статье рассмотрены результаты экспериментальных исследований сопротивления качению колес автомобиля на роликовом стенде. Также установлена зависимость коэффициента суммарных сопротивлений при качении колес по роликам стенда от скорости. Контроль и диагностирование технического состояния подвижного состава автотранспорта с точки зрения безопасности движения является одной из важнейших проблем. Особенно важен этот контроль для систем, техническое состояние которых влияет на безопасность движения, прежде всего, тормозных систем, а также силового агрегата в режиме тяговых испытаний. Зарубежный и отечественный опыт свидетельствует об эффективности инструментального контроля. Его преимущества – в достоверности значений проверяемых параметров. К диагностическому оборудованию относятся роликовые стенды, на которых можно осуществлять проверку тормозных и тяговых свойств автомобилей. Как показывают многие исследования, в частности, проводившиеся на кафедре технической эксплуатации и сервиса автомобилей ХНАДУ (ХАДИ), инерционные стенды дают более достоверную информацию о техническом состоянии автомобиля. Инерционный метод проверки позволяет воспроизвести реальные скоростные и тепловые режимы работы. Для повышения точности диагностирования автомобиля на роликовом стенде необходимо иметь представление о характере взаимодействия колес автомобиля с роликами стенда. Исследования качения колеса по роликам стенда выполняли многие авторы, начиная с 70-х годов прошлого века. Однако все эти исследования проводились на старых диагональных шинах. Сейчас же на легковых автомобилях применяются только радиальные шины, сопротивление качению которых по роликам практически не изучено. Поэтому возвращение к изучению этого вопроса является актуальным. Сопротивление перекатывания колес по роликам стенда будет существенно влиять на характер их взаимодействия при длительных обкаточных испытаниях (вследствие повышенного нагрева контактирующих тел, потерь мощности, нарушение условий подобия и т.д.). Установлено, что значение коэффициента сопротивления качению заметно зависит от соотношения радиусов ролика и колеса, а также нагрузки на контакт, то есть радиального усилия прижатия колеса к ролику, а кроме того – от скорости и продолжительности режима. Полученные результаты эксперимента позволили усовершенствовать теорию взаимодействия колеса автомобиля с роликами диагностического стенда инерционного типа. Также результаты экспериментов можно распространять на различные типы шин и соотношение радиусов колеса и ролика.